আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব - অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর

*

পদার্থবিজ্ঞান ১ম পত্র

১০ম অধ্যায় - আদর্শ গ্যাস ও গ্যাসের গতিতত্ত্ব

অনুধাবনমূলক প্রশ্ন ও উত্তর

১) একটি হাইড্রোজেন গ্যাস বেলুন ভূমি হতে নির্দিষ্ট উচ্চতায় উঠার পরে ফেটে যায় কেন- ব্যাখ্যা কর। 

উ: বয়েলের সূত্রানুসারে, আমরা জানি, স্থির তাপমাত্রায় গ্যাসের আয়তন চাপের ব্যস্তানুপাতিক। অর্থাৎ, চাপ কমলে আয়তন বাড়ে। ভূমি থেকে উঁচুতে উঠতে থাকলে আস্তে আস্তে চাপ কমতে থাকে ফলে আয়তন বাড়তে থাকে। এভাবে একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় উঠার পর আয়তন বাড়তে বাড়তে বেলুনের প্রসারণ সীমার বাইরে চলে যায়। ফলে ফেটে যায়। একারণে একটি হাইড্রোজেন গ্যাস বেলুন ভূমি নির্দিষ্ট উচ্চতায় উঠার পরে ফেটে যায়।

 ২) শীতের রাতে শিশির পড়ে কেন? 

উ: শীতকালে দিনের বেলায় সূর্যের উত্তাপে ভূ-সংলগ্ন বায়ু উত্তপ্ত থাকে। ফলে বায়ু জলীয়বাষ্প দিনে অসম্পৃক্ত থাকে। রাতে ঐ বায়ু তাপ বিকিরণ করে শীতল হয় এবং জলীয় বাষ্প দ্বারা প্রায় সম্পৃক্ত হয়ে আসে। এমতাবস্থায় ভূ-সংলগ্ন তাপ কুপরিবাহী, কিন্তু উত্তম তাপ বিকিরক যেমন ঘাস, গাছের পাতা ইত্যাদি অতিরিক্ত তাপ বিকিরণ করে শীতল হয়ে পড়ে। যখন এসব শীতল বস্তুর সংস্পর্শে ঠাণ্ডা বায়ু আসে তখন এদের তাপমাত্রা শিশিরাঙ্কের নিচে নেমে যায়। এজন্য শীতের রাতে শিশির পড়ে।

৩) সমােষ্ণ প্রক্রিয়া বলতে কী বুঝ?

উ: যে প্রক্রিয়ায় কোনাে গ্যাসের চাপ ও আয়তনের পরিবর্তন হয়, কিন্তু তাপমাত্রা অপরিবর্তিত অর্থাৎ স্থির থাকে, সে প্রক্রিয়াকে সমােষ্ণ প্রক্রিয়া এবং পরিবর্তনকে সমােষ্ণ পরিবর্তন বলে। অন্যকথায়, যে তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের তাপমাত্রা অপরিবর্তিত অর্থাৎ স্থির থাকে তাকে সমােষ্ণ প্রক্রিয়া বলে। 

৪) পরম আদ্রর্তা ও আপেক্ষিক আর্দ্রতার মধ্যে কোনটি অধিক গুরুত্বপূর্ণ? ব্যাখ্যা কর। 

উ: একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনাে স্থানে যে পরিমাণ জলীয় বাষ্প বিদ্যমান তা হচ্ছে ঐ স্থানের পরম আর্দ্রতা। আর নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় কোনাে স্থানে উপস্থিত জলীয় বাষ্প ঐ স্থানকে সম্পৃক্ত করতে প্রয়ােজনীয় জলীয় বাষ্পের শতকরা যত তা হচ্ছে ঐ স্থানের আপেক্ষিক আর্দ্রতা। কোননা স্থানে উপস্থিত জলীয় বাষ্প ঐ স্থানের জলীয় বাষ্প ধারণ ক্ষমতার তুলনায় কতটুকু সেটিই অধিক গুরুত্বপূর্ণ। অতএব, পরম আদ্রর্তা ও আপেক্ষিক আর্দ্রতার মধ্যে আপেক্ষিক আর্দ্রতা অধিক গুরুত্বপূর্ণ।

 

৫) পরম আদ্রতা বৃদ্ধির সাথে গ্যাসীয় অণুর গড় বর্গবেগও বৃদ্ধি পায়- ব্যাখ্যা কর।

উ: কোনাে সময় কোনাে স্থানের একক আয়তনের বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্পের ভরকে ঐ স্থানের পরম আদ্রর্তা বলে। পরম আদ্রত বৃদ্ধি পেলে জলীয় বাষ্পের ভরও বৃদ্ধি পায়। এতে ঐ স্থানে অণুর সংখ্যা বৃদ্ধি পায়। অণুর সংখ্যা বৃদ্ধি পেলে এদের ফুটায়ুর পরিমাণও বৃদ্ধি পায়। ফলে অণুর গড় বর্গবেগও বৃদ্ধি পায়। অর্থাৎ পরম আর্দ্রতা বৃদ্ধির সাথে গ্যাসীয় অণুর গড় বর্গবেগও বৃদ্ধি পায়।

৬) গ্যাস ও বাষ্পের মধ্যে পার্থক্য লিখ। 

উঃ বাষ্প ও গ্যাসের মধ্যে দুটি পার্থক্য নিচে দেওয়া হলাে : 

• গ্যাস স্বাভাবিক অবস্থায় কক্ষ তাপমাত্রায় বাষ্পরূপে থাকে কিন্তু বাষ্প স্বাভাবিক অবস্থায় কক্ষ তাপমাত্রায় কঠিন বা তরলরূপে থাকে
• একই তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে সকল গ্যাসের প্রসারণ একই হয় কিন্তু একই তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে সকল বাষ্পের প্রসারণ সমান হয় না

৭) কোনাে স্থানের শিশিরাঙ্ক 18°C বলতে কী বুঝ? 

উ: কোনাে স্থানের শিশিরাঙ্ক 18°C বলতে বুঝায় ঐ দিন 18°C তাপমাত্রায় উপস্থিত জলীয় বাষ্প দ্বারা ঐ স্থানের বায়ু সম্পৃক্ত হবে এবং তা ঘনীভূত হয়ে বিন্দু বিন্দু জলকণায় পরিণত হবে।

 ৮) পরম শূন্য তাপমাত্রার নিচে গ্যাসের তাপমাত্রা থাকতে পারে কি না? ব্যাখ্যা কর। 

উ: 273°C তাপমাত্রায় পরম তাপমাত্রা হয় (-273°C + 273°C) = 0 K। যেখানে আয়তন শূন্য হয়। এ তাপমাত্রার নিচে গ্যাসের আয়তনের মান ঋণাত্মক হয়, যা বাস্তবে অসম্ভব। তাই -273°C তথা পরমশূন্য তাপমাত্রা এর নিচে গ্যাসের তাপমাত্রা থাকতে পারে না। 

৯) গ্যাসের ঘনত্ব বেশি হলে গড়মুক্ত পথ বেশি হয় কি? ব্যাখ্যা কর।

উ: গড় মুক্তপথ গ্যাসের ঘনত্বের ব্যস্তানুপাতিক যার অর্থ গ্যাসের ঘনত্ব যত বেশি হবে অণুগুলাের গড় মুক্তপথ তত কম হবে। অতএব, গ্যাসের ঘনত্ব বেশি হলে গড় মুক্তপথ বেশি হয় না।

১০) পরম শূন্য তাপমাত্রায় গ্যাস-অণুর বেগ শূন্য হওয়ার কারণ কী? ব্যাখ্যা কর।

উ: পরমশূন্য তাপমাত্রায় গ্যাসের অণুগুলাে পরস্পরের খুব কাছাকাছি অবস্থান করে ফলে আন্তঃআণবিক শক্তি প্রবল থাকে বলে এই শক্তিকে উপেক্ষা করে অণুগুলাে নড়তে পারে না। তাই তাদের বেগ শূন্য হয়। 

১১) ঢাকায় বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা 60% বলতে কী বুঝ? 

উ: ঢাকায় বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতা 60% বলতে আমরা বুঝি :

• বায়ুর তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট আয়তনের ঐ বায়ুকে সম্পৃক্ত করতে যে পরিমাণ জলীয় বাষ্পের প্রয়ােজন তার শতকরা 60 ভাগ জলীয় বাষ্প বায়ুতে আছে
• বায়ুর তাপমাত্রা ঐ বায়ুতে উপস্থিত জলীয় বাষ্পের চাপ একই তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপের 100 ভাগের 60 ভাগ অর্থাৎ ০৩ অংশ
• ঐ বায়ুর শিশিরাঙ্কে সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপ বায়ুর তাপমাত্রায় সম্পৃক্ত জলীয় বাষ্পের চাপের 100 ভাগের 60 ভাগ।

১২) চলমান অবস্থায় গাড়ির চাকার চাপ বৃদ্ধি পায় কেন? 

উ: চলন্ত মােটর গাড়ির টায়ারের মধ্যে বায়ুর চাপ বাড়ে। কারণ চলন্ত গাড়ির টায়ার এবং রাস্তার মধ্যে ঘর্ষণ হয়। ঘর্ষণের ফলে তাপ উৎপন্ন হয়। তাপ বৃদ্ধি পাওয়ার দরুন চাপও বৃদ্ধি পায়, ফলে বায়ুস্থ অণুসমূহের ছুটাছুটি বৃদ্ধি পায়। তাই টায়ারের দেয়ালের উপর চাপও বৃদ্ধি পায়। সুতরাং বলা যায় যে, চলন্ত মােটর গাড়ির টায়ারের মধ্যে বায়ুর চাপ বৃদ্ধি পায়।

নিজে কর

১) একই তাপমাত্রায় ঢাকার চেয়ে কক্সবাজারে বেশি অস্বস্তি লাগে কেন?

২) ছাতার কাপড়ে ছিদ্র থাকা সত্ত্বেও বৃষ্টির পানি ভেতরে প্রবেশ করে না কেন? ব্যাখ্যা কর

৩) বর্ষাকাল অপেক্ষা শীতকালে ভেজা কাপড় দ্রুত শুকায় কেন?

৪) শীতকালে ঠোঁটে গ্লিসারিন ব্যবহার করা হয় কেন?

৫) মেঘাচ্ছন্ন রাত্রি অপেক্ষা মেঘহীন রাত্রি শিশির জমার জন্যসহায়ক ব্যাখ্যা কর

৬) কাপড় কাচার সময় সামান্য গরম পানি ব্যবহার করা হয় কেন?

৭) হ্রদের তলদেশ হতে পৃষ্ঠে আসার ফলে বুদবুদের আয়তন বৃদ্ধি পায় কেন?