এইচএসসি ২০২৩ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট সমাধান

২০২৩ সালের বিজ্ঞান বিভাগ থেকে এইচএসসি পরীক্ষাঅংশগ্রহণকারী শিক্ষার্থী বন্ধুরা। তোমাদের জন্য এইচএসসি ২০২৩ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট সমাধান আজকের আলোচনা। আশা করছি এটি অনুসরণ করে ২০২৩ সালের এইচএসসি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট তোমরা ভালো ফলাফল অর্জন করতে পারবে।

জাতীয় শিক্ষাক্রম ও পাঠ্যপুস্তক বোর্ড কর্তৃক প্রণীত ২০২৩ সালের এসএসসি পরীক্ষার্থীদের পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্টে প্রদত্ত মুল্যায়ন নির্দেশনাগুলো অনুসরণ করে একটি নমুনা উত্তর প্রস্তুত করে দেওয়া হল।

এইচএসসি পরীক্ষা ২০২৩ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট

২০২৩ সালের এসএসসি পরীক্ষায় অংশগ্রহণকারী শিক্ষার্থীদের জন্য দ্বিতীয় পত্রের দ্বিতীয় এসাইনমেন্ট দেয়া হয়েছে পাঠ্য বইয়ের প্রথম অধ্যায় তাপগতি বিদ্যা থেকে।

এইচএসসি ২০২৩ পরীক্ষায় অংশগ্রহণকারী শিক্ষার্থীদের জন্য দ্বিতীয় পত্রের দ্বিতীয় এসাইনমেন্ট দেয়া হয়েছে পাথর বইয়ের প্রথম অধ্যায় তাপগতি বিদ্যা থেকে।

নিজের ছবিতে সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীদের পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট উল্লেখ করা হলো

শিক্ষার্থীরা পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্রের সংক্ষিপ্ত সিলেবাসের আলোকে দ্বিতীয় সপ্তাহের জন্য নির্ধারিত অ্যাসাইনমেন্ট সম্পন্ন করতে গিয়ে তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র ব্যাখ্যা, কার্নোর চক্রের মূল নীতি ব্যাখ্যা, এনট্রপি ও বিশৃঙ্খলা ব্যাখ্যা করা শিখতে পারবে।

পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্রের দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট এর প্রশ্ন সমূহ হলো:

(ক) এন্ট্রপির মাধ্যমে তাপগতিবিদ্যার ২য় সূত্র লেখ। তিন প্রক্রিয়ায় [ (১) পরিবহন (২) পরিচলন ও (৩) বিকিরণ] তাপের সঞ্চালনের ক্ষেত্রে এন্ট্রপি বৃদ্ধি পায়। নাকি হ্রাস পায়? উত্তরের পক্ষে গাণিতিক যুক্তি বিশ্লেষণ করাে।

(খ) ধরাে তুমি 27° C তাপমাত্রায়, স্বাভাবিক চাপের এক গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাসের আয়তন সমােষ্ণ প্রক্রিয়ায় প্রসারিত করে চারগুণ করলে। এতে এন্ট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় করাে।

(গ) সমােষ্ণ প্রক্রিয়ার প্রসারিত করার ক্ষেত্রে চাপের পরিবর্তন হবে কি না-ব্যাখ্যা করাে। হাইড্রোজেন গ্যাসের এই প্রসারণে কৃত কাজের মান নির্ণয় করাে।

(ঘ) সমচাপ প্রক্রিয়ায় এক গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাসের আয়তন। চার গুণ প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন হবে কিনা তা নির্ণয় করে দেখাও। সমচাপ ও সমােষ্ণ প্রক্রিয়ায় গ্যাসের এই আয়তন প্রসারণে এন্ট্রপির পরিবর্তনের তুলনা করাে।

(ঙ) কার্নোর চক্রকে তাপমাত্রা বনাম এন্ট্রপি লেখচিত্রের সাহায্যে অংকন করে এর বিভিন্ন ধাপ ব্যাখ্যা করাে।

(চ) (এ্যাসাইনমেন্ট এ দেওয়া চিত্র):

Fig: 1 এর ক্ষেত্রে এন্ট্রপির পরিবর্তন এবং Fig: 2 এর ক্ষেত্রে অভিকর্ষ বল দ্বারা কাজ অবস্থানান্তরের জন্য নির্বাচিত পথের উপর নির্ভর করে কিনা? উত্তরের পক্ষে যুক্তি চিত্রের আলােকে গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করাে।

এইচএসসি পরীক্ষা ২০২৩ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট সমাধান বা উত্তর

বিজ্ঞান বিভাগের ২০২৩ সালের এইচএসসি পরীক্ষার্থীরা দ্বিতীয় সপ্তাহে এইচএসসি পরীক্ষা ২০২৩ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় অ্যাসাইনমেন্ট সমাধান বা উত্তর 2024 HSC 2nd Week Assignment Physics Answer or Solution লেখার ক্ষেত্রে প্রশ্নসমূহের গ্রহণযোগ্য উত্তর উপস্থাপন,  ব্যাখ্যা প্রদান,  ও যুক্তির মাধ্যমে সর্বোচ্চ ১৬ নম্বর পাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।

তোমাদের জন্য ২০২৩ সালের এইচএসসি পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞান দ্বিতীয় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট এর একটি বাছাই করার নমুনা উত্তর মূল্যায়ন নির্দেশনা অনুসরণ করে প্রস্তুত করে দেয়া হলো।

প্রশ্ন- (ক) এন্ট্রপির মাধ্যমে তাপগতিবিদ্যার ২য় সূত্র লেখ। তিন প্রক্রিয়ায় [ (১) পরিবহন (২) পরিচলন ও (৩) বিকিরণ] তাপের সঞ্চালনের ক্ষেত্রে এন্ট্রপি বৃদ্ধি পায়। নাকি হ্রাস পায়? উত্তরের পক্ষে গাণিতিক যুক্তি বিশ্লেষণ করাে।

প্রশ্ন-ক এর উত্তর

তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র নিম্নরূপ: কোনো বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থার বিশৃঙ্খলা-মাত্রা সময়ের সাথে হ্রাস পায় না এবং প্রক্রিয়াসমূহ যদি এবং কেবল যদি পরিবর্তনীয় হয়, তাহলে এর মান ধ্রুব হবে। বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা ক্রমেই তাপগতিক ভারসাম্যের দিকে অগ্রসর হয় (যখন বিশৃঙ্খলা-মাত্রা সর্বোচ্চ থাকে।

প্রশ্ন- (খ) ধরাে তুমি 27° C তাপমাত্রায়, স্বাভাবিক চাপের এক গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাসের আয়তন সমােষ্ণ প্রক্রিয়ায় প্রসারিত করে চারগুণ করলে। এতে এন্ট্রপির পরিবর্তন নির্ণয় করাে।

প্রশ্ন-খ এর উত্তর

সহজভাবে বলতে এনট্রপি হচ্ছে বিশৃঙ্খলার পরিমান। তাপশক্তিকে কাজে রূপান্তরের অক্ষমতা। অনেক সময় সমুদ্র তটে বালু নির্মিত ভাস্কর্য দেখা যায়। ধরুন আপনি আপনি আজ সকালে সমুদ্র তটে বালু দিয়ে একটি সুন্দর ভাস্কর্য তৈরী করলেন।

তখন পুরোটাই সুশৃঙ্খল। তাই তার বিশৃঙ্খলার পরিমান ০। অর্থাৎ এনট্রপি ০। তারপর তা রেখে হোটেলে চলে গেলেন। বিকেলে এসে দেখলেন বাতাসে ভাস্কর্যটির কিছুটা ক্ষতি হয়েছে। যেহেতু কিছুটা ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছে, তাই সুন্দর বা সুশৃঙ্খল ভাস্কর্য বিশৃঙ্খল হয়েছে। তাই তার এনট্রপি বেড়ে গেছে।

আপনি তারপরদিন সকালে এসে দেখলেন ভাস্কর্যটি অনেকটা ভেঙে গেছে। অর্থাৎ আরো বেশি বিশৃঙ্খল হয়েছে। এনট্রপি আরো বেড়ে গেছে। এখন প্রথম দিন বিকেলে আপনার ভাস্কর্যটি আবার সুন্দর করতে যে পরিমান কষ্ট করতে হবে, তার পরদিন নিশ্চয়ই তার থেকে অনেক বেশি কাজ করতে হবে। অর্থাৎ এনট্রপি বেড়ে গেলে সমান কাজ করতে বেশি শক্তি লাগে।

এবার পদার্থবিজ্ঞানে আসি–

আগে প্রতাবর্তী-অপ্রতাবর্তী সিস্টেম কী তা জানব। যে সিস্টেম বিপরীতভাবে প্রত্যাবর্তন করতে পারে তা প্রতাবর্তী অর্থাৎ সিস্টেম সম্মুখ ও বিপরীতে সমান হলে তা প্রতাবর্তী। না হলে তা অপ্রতাবর্তী। আর একটু ভালোভাবে বললে, যে প্রক্রিয়ায় সিস্টেম যে শক্তিকে কাজে রূপান্তর করে, ঠিক ঐটুকু কাজ দিয়ে প্রয়োগকরা শক্তি ফায়ার পাওয়া যায়, তবে তা প্রতাবর্তী।

যেমন: ধরি, AB de Villiers ওভারের প্রথম বলেই ছক্কা মারলেন। এখন বল দ্বারা কৃতকাজ যদি এর বলটি আঘাত করার শক্তির সমান হয়, তবে তা প্রতাবর্তী।

কিন্তু বলটি দ্বারা আঘাত করার শক্তি= বল দ্বারা কৃতকাজ + উৎপন্ন তাপ + উৎপন্ন শব্দ। অর্থাৎ কেবল বলটি দ্বারা কৃতকাজ থেকে আঘাত করা শক্তি পাওয়া অসম্ভব !

মজার বেপার হচ্ছে উৎপন্ন তাপশক্তি আর শব্দশক্তির প্রভাবে প্রকৃতি কিছুটা(নগন্য) বিশৃঙ্খল হবে। ফলে এনট্রপি বাড়বে। আর তখন কাজ করতে আগের চেয়ে বেশি শক্তি লাগবে।

এবার আসল ক্ষেত্রে আসি তাপগতিবিদ্যায়-

যে সব ক্ষেত্রে কাজ করতে তাপমাত্রার আদান প্রদান বা তাপের ব্যাপার পরিলক্ষিত হয়, সে ক্ষেত্রে এনট্রপি বাড়ে। আমাদের পৃথিবীর প্রায় সব সিস্টেমই অপ্রতাবর্তী, তাই পৃথিবীর এনট্রপি বেড়েই চলেছে। এভাবে দেখা যায় আজ যেখানে ৩০ ডিগ্রী সেলসিয়াস তাপমাত্রায় কাজ হয়, পরবর্তী শতকে কাজ করতে হলে হয়তো তাপমাত্রা ৩০ ডিগ্রী সেলসিয়াস কিছুটা বাড়াতে হবে।

প্রশ্ন-গ: সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় প্রসারিত করার ক্ষেত্রে চাপের পরিবর্তন হবে কিনা ব্যাখ্যা করো। হাইড্রোজেন গ্যাসের এই প্রসারণের কৃতকাজের পরিমাণ নির্ণয় করো;

প্রশ্ন-গ এর উত্তর

সমোষ্ণ বা সমান উষ্ণ প্রক্রিয়ায় একটি ব্যবস্থার তাপমাত্রার পরিবর্তন( ΔT ) সব সময় শুন্য থাকে। সাধারনত যখন একটি ব্যবস্থার পরিবর্তন খুব ধীরে হয় এবং ব্যবস্থা বা সিস্টেমটি বাহ্যিক উৎসের সাথে তাপ বিনিময় করে নিজের তাপমাত্রা সমন্বয় করতে পারে, তখন সমোষ্ণ প্রক্রিয়া ঘটে।

অন্যদিকে একটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় বাহিরের সাথে কোন তাপ বিনিময় হয় না অর্থাৎ (Q = 0)। অন্যভাবে বলা যায়, সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় ΔT = 0 এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি ΔU = 0 (শুধুমাত্র আদর্শ গ্যাসের জন্য) কিন্তু Q ≠ 0, যেখানে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় ΔT ≠ 0 কিন্তু Q = 0।

সহজ ভাষায় সমোষ্ণ প্রক্রিয়াঃ

• {\displaystyle T={\text{constant}}}
• {\displaystyle \Delta T=0}
• {\displaystyle dT=0}

যেখানে রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায়

• {\displaystyle Q=0.}

একটি গ্যাসের সমোষ্ণ সংকোচনে যে কাজ হয় তাতে গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায় এবং চাপ বাড়ে। ফলে অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি পায় এবং তাপমাত্রা বাড়ে। ধ্রুব তাপমাত্রা বজায় রাখতে সিস্টেমটিকে তাপ পরিবেশে ছেড়ে দিতে হবে।

আদর্শ গ্যাসে অভ্যন্তরীণ শক্তি পরিবর্তন হয় না ফলে পরিবেশে প্রবেশ করা শক্তির পরিমাণ গ্যাসের কাজের সমান হবে। সমোষ্ণ প্রসারণে সিস্টেমে সরবরাহ করা শক্তি চারপাশে কাজ করে। উভয় ক্ষেত্রেই, উপযুক্ত সংযোগের সহায়তায় গ্যাসের আয়তনের পরিবর্তন কার্যকর যান্ত্রিক কাজ সম্পাদন করতে পারে। বিস্তারিত হিসাবের জন্য, কাজের হিসাব দেখুন।

রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায়, ধারকের দেয়াল ভাল ভাবে অন্তরীত থাকার জন্য কোন তাপ বাহিরে যায় না বা ভিতরে আসে না,Q = 0। যদি কোনও কাজও না করা হয়, অর্থাৎ একটি মুক্ত সম্প্রসারণ, অভ্যন্তরীণ শক্তিতে কোনও পরিবর্তন হয় না।

একটি আদর্শ গ্যাসের জন্য, এই অর্থে এই প্রক্রিয়াটিও সমোষ্ণ। এতদনুসারে, একটি প্রক্রিয়া সমোষ্ণ হলে তাকে একক প্রক্রিয়া বলা যায় না।

প্রশ্ন-ঘ: সমচাপ প্রক্রিয়ায় 1 গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাসের আয়তন চারগুণ প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন হবে কি না তা নির্ণয় করে দেখাও। সমচাপ ও সমোষ্ণ প্রক্রিয়া গ্যাসের আয়তন প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন এর তুলনা করো।

প্রশ্ন-ঘ এর উত্তর

নিচের ছবিতে সমচাপ প্রক্রিয়ায় 1 গ্রাম হাইড্রোজেন গ্যাসের আয়তন চারগুণ প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন হবে কি না তা নির্ণয় করে দেখানো হলো এবং সমচাপ ও সমোষ্ণ প্রক্রিয়া গ্যাসের আয়তন প্রসারণে এনট্রপির পরিবর্তন এর তুলনা করা হলো।

প্রশ্ন-ঙ: কার্নোর চক্রকে তাপমাত্রা বনাম এনট্রপি লেখচিত্রের সাহায্যে অংকন করে এর বিভিন্ন ধাপ ব্যাখ্যা করো।

প্রশ্ন-ঙ এর উত্তর

কার্নো চক্রঃ যে চক্রে কার্যকরী পদার্থকে কোনাে নির্দিষ্ট আয়তন, চাপ ও তাপমাত্রা থেকে শুরু করে দুটি প্রসারণ ও দুটি সংকোচনের মাধ্যমে তাপকে কাজে রূপান্তরিত করে কার্যকরী বস্তুকে প্রথমাবস্থায় ফিরিয়ে আনা হয় সেই চক্রকে কার্নো চক্র বলে।

কার্নোর চক্র এর তাপমাত্রা (T) বনাম এনট্রপি (S) লেখচিত্র নিচে অংকন করা হল:

চিত্রঃ কার্ণো ইঞ্জিন T vs S

ধাপসমূহ বর্ণনা করা হলোঃ

প্রথম ধাপ (1 থেকে 2) = সমােষ্ণ প্রসারণঃ এই ধাপে তাপমাত্রার পরিবর্তন হয় না অর্থাৎ ধ্রুব থাকে; 1 বিন্দুতে যে তাপমাত্রা, 2 বিন্দুতেও একই তাপমাত্রা বিরাজ করে। ধন্যবাদ তাপের পরিবর্তন হয় এভাবে Q1 পরিমাণ তাপ শোষিত বা গৃহিত হয়। ফলে এনট্রপি বৃদ্ধি পায়।

দ্বিতীয় ধাপ (2 থেকে 3) = রূপতাপীয় প্রসারণঃ এইধাপে তাপমাত্রার পরিবর্তন ঘটে কিন্তু কোন তাপের পরিবর্তন হয় না। আর তাপের পরিবর্তন না হয় এনট্রপির পরিবর্তন হয়না।

তৃতীয় ধাপ (3 থেকে 4) = সমোষ্ণ সংকোচনঃ এই অংশে 3 থেকে 4 অবস্থান পর্যন্ত তাপমাত্রার আর কোনো পরিবর্তন হয়না। কিন্তু তাপ বর্জিত হয় ফলে এনট্রপি হ্রাস পায়।

চতুর্থ ধাপ (4 থেকে 1) = রূপতাপীয় সংকোচনঃ এই ধাপেও তাপের পরিবর্তন না হওয়ায় এনট্রপি অপরিবর্তিত থাকবে।

এটি যেহেতু প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া তাই মোট এনট্রপির পরিবর্তন সর্বদা শূণ্য হবে।

প্রশ্ন-চ: (এ্যাসাইনমেন্ট এ দেওয়া চিত্র): Fig: 1 এর ক্ষেত্রে এন্ট্রপির পরিবর্তন এবং Fig: 2 এর ক্ষেত্রে অভিকর্ষ বল দ্বারা কাজ অবস্থানান্তরের জন্য নির্বাচিত পথের উপর নির্ভর করে কিনা? উত্তরের পক্ষে যুক্তি চিত্রের আলােকে গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করাে।

প্রশ্ন-চ এর উত্তর

নিচের ছবিতে Fig: 1 এর ক্ষেত্রে এন্ট্রপির পরিবর্তন এবং Fig: 2 এর ক্ষেত্রে অভিকর্ষ বল দ্বারা কাজ অবস্থানান্তরের জন্য নির্বাচিত পথের উপর নির্ভর করে কিনা তা ব্যাখ্যা করা হলো এবং উত্তরের পক্ষে যুক্তি চিত্রের আলােকে গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা দেওয়া হল।

এই ছিল এইচএসসি ২০২৩ পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র দ্বিতীয় সপ্তাহের অ্যাসাইনমেন্ট সমাধান বা উত্তর। আশার করছি তোমরা ভালোভাবে বুঝতে পেরেছো। অবশ্যই এটি হুবহু কপি না করে নিজের মত করে লিখবে।

আরও দেখুন :

• এইচএসসি ২০২৩ প্রথম সপ্তাহের এ্যাসাইনমেন্ট বিজ্ঞান বিভাগ
• পরমাণুর মডেল ও ইলেকট্রন বিন্যাস, কোয়ান্টাম সংখ্যা
• ২০২৩ সালের এইচএসসি পরীক্ষার পৌরনীতি ও সুশাসন প্রথম পত্র ১ম অ্যাসাইনমেন্ট এর উত্তর
• এসএসসি পরীক্ষা ২০২৩ হিসাব বিজ্ঞান ২য় সপ্তাহের এ্যাসাইনমেন্ট উত্তর