গ্যাসের আচরণ – মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান

MADHYAMIK PHYSICAL SCIENCE QUESTIONS & ANSWERS

প্রশ্ন : বাস্তবে কোনো গ্যাসের আয়তন কি শূন্য হতে পারে—উত্তরের সপক্ষে যুক্তি দেখাও।

উঃ তত্ত্বগতভাবে পরম শূন্য উষ্ণতায় (-273⁰C) সমস্ত গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়। কিন্তু বাস্তুবক্ষেত্রে দেখা যায় এই তাপমাত্রায় পৌঁছাবার অনেক আগেই সমস্ত গ্যাস তরল বা কঠিনে পরিণত হয়। ফলে বাস্তুবে কোনো গ্যাসের আয়তনকে কখনই শূন্যে আনা সম্ভব হয় না।

প্রশ্ন : কাকে সর্বজনীন ধ্রুবক বলা হয়?

উঃ PV = nRT সমীকরণে ‘R’ হল মোলার গ্যাস ধ্রুবক। ‘R’ এর মান যেহেতু সব গ্যাসের ক্ষেত্রে সমান, তাই R কে সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক বলা হয়।

প্রশ্ন : শুষ্ক বায়ুর চেয়ে আর্দ্র বায়ু লঘু (হালকা) কেন তা ব্যাখ্যা কর।

উঃ স্থির উষ্ণতায় বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বাড়লে বাতাসের ঘনত্ব হ্রাস পায়। কারণ বাতাসে জলীয় বাষ্পের পরিমাণ বাড়লে একক আয়তনের বাতাসে নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের পরিমাণ কমে যায়। কারণ জলীয় বাষ্প বাতাসে উপস্থিত গ্যাসগুলিকে প্রতিস্থাপিত করে। এখন জলীয় বাষ্প (আণবিক ভর=18) অক্সিজেন (আণবিক ভর=32) ও নাইট্রোজেন (আণবিক ভর=28)-এর থেকে হালকা। তাই, স্থির উষ্ণতায় বাতাসে যত বেশি জলীয় বাষ্প অন্য গ্যাসগুলিকে প্রতিস্থাপিত করে বাতাসের ঘনত্ব তত কমে। সুতরাং একই উষ্ণতায় শুষ্ক বায়ুর চেয়ে আর্দ্র বায়ু হালকা হয়।

অথবা, স্থির উষ্ণতায় বাতাসে জলীয়বাষ্পের পরিমাণ বৃদ্ধি পেলে বাতাসের ঘনত্ব হ্রাস পায়। জলীয়বাষ্প অক্সিজেন ও নাইট্রোজেনের থেকে হালকা। ফলে একক আয়তনের বাতাসে জলীয়বাষ্প অন্যান্য গ্যাসগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে থাকে, বাতাসের ঘনত্ব তত কমতে থাকে। তাই বলা যায়, একই উষ্ণতায় শুষ্ক বায়ুর চেয়ে আর্দ্র বায়ু হালকা হয়ে থাকে।

প্রশ্ন : গ্যাসের আয়তনের উপর চাপের প্রভাব আলোচনা কর।
উঃ চাপ বৃদ্ধি করলে গ্যাসের আয়তন হ্রাস পায় আবার চাপ হ্রাস করলে গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পায়।

প্রশ্ন : গ্যাসের অণুগুলির বেগের উপর উষ্ণতার প্রভাব আলোচনা কর।

উঃ নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসকে উত্তপ্ত করলে তাপশক্তি শোষণের ফলে গ্যাসের অণুগুলির গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়। সুতরাং উষ্ণতা বৃদ্ধিতে গ্যাসীয় অণুগুলির বেগ বাড়ে। অপরপক্ষে উষ্ণতা হ্রাস করলে গ্যাস অণুগুলির গতিশক্তি তথা বেগ হ্রাস পায়।

প্রশ্ন : গ্যাসের অণুগুলির চাপের উপর উষ্ণতার প্রভাব আলোচনা কর।

উঃ যেহেতু উষ্ণতা বৃদ্ধি করলে গ্যাসের অণুদের গড় গতিবেগ বৃদ্ধি পায়, সুতরাং পাত্রের দেওয়ালের সঙ্গে সংঘর্ষ বৃদ্ধি পায়। পাত্রের দেওয়ালে গ্যাস অণুগুলির সংঘর্ষজনিত কারণে গ্যাসের চাপ বৃদ্ধি পায়। আবার উষ্ণতা হ্রাস করলে গ্যাসের চাপও হ্রাস পায়।

প্রশ্ন : অ্যাভোগাড্রো সূত্রের অনুসিদ্ধান্ত ও অ্যাভোগাড্রো সূত্রের তাৎপর্য লেখো ।

প্রশ্ন : বেলুনে ফুঁ দিলে চাপ এবং আয়তন দুই-ই বাড়ে-এখানে কি বয়েলের সূত্র লঙ্ঘিত হয়?

উঃ না, এখানে বয়েলের সূত্র লঙ্ঘিত হয় না। কারণ বয়েলের সূত্র অনুসারে গ্যাসের ভর এবং উষ্ণতা স্থির থাকলে গ্যাসের চাপ তার আয়তনের ব্যস্তানুপাতিক হয়। কিন্তু বেলুনে ফুঁ দেওয়ার সময় বেলুনের মধ্যে গ্যাসের পরিমাণ (ভর) বৃদ্ধি পায়। তাই এক্ষেত্রে বয়েলের সূত্র প্রযোজ্য নয়।

প্রশ্ন : পুকুরের তলদেশ থেকে উৎপন্ন বুদবুদ জলের উপরিতলে উঠে এলে সেটির আয়তনে কি পরিবর্তন হবে?
উঃ আয়তন বাড়বে।

প্রশ্ন : উষ্ণতার সেলসিয়াস ও পরম স্কেলের মধ্যে সম্পর্ক নির্ণয় করো।
উ: ধরা যাক, একই উষ্ণতার মান সেলসিয়াস স্কেলে t⁰C এবং কেলভিন স্কেলে TK ।

এখন , -273⁰C = 0 K ,

0⁰C = (0+273) বা 273 K এবং

t⁰C = (t+273) K ।

অতএব, T= t+273

প্রশ্ন : বয়েল ও চার্লসের সূত্রের সমম্বয় রূপটি প্রতিষ্ঠা করো।

উঃ– ধরা যাক, গ্যাসের পরিমান = n মোল
চাপ= P , আয়তন= V , এবং উষ্ণতা = T,

বয়েলের সূত্রানুযায়ী,
V ∝ 1/ P [ যখন n এবং T অপরিবর্তিত ] …………(1)
পরম স্কেলে চার্লসের সূত্রানুযায়ী,
V ∝ T [যখন n এবং P অপরিবর্তিত ] ……….(2)

(1) এবং (2) নং সম্পর্কের সমম্বয় করে পাই,

V ∝ T .1/ P [ P , T উভয়ই পরিবর্তিত , কিন্তু n অপরিবর্তিত ]

বা, V = K. T/ P

বা, P V = K. T [ T- সমানুপাতিক ধ্রুবক ]

প্রশ্ন : গ্যাসের আদর্শআচরণ থেকে বিচ্যুতির দুটি প্রধান কারণ উল্লেখ করাে।
উ: গ্যাসেরআদর্শআচরণ থেকে বিচ্যুতির কারণ :
1. গ্যাস অণুগুলিকে বিন্দুরূপে কল্পনা করা হয়, তাই আদর্শ গ্যাসের অণুগুলির আয়তনকে নগন্য ধরা হয়।কিন্তু বাস্তব গ্যাসগুলির অণুগুলি ক্ষুদ্র হলেও তাদের একটি নির্দিষ্ট আয়তন আছে। বাস্তব গ্যাসের অণুগুলির অবাধ বিচরণের জন্য কার্যকরী আয়তন পাত্রের আয়তনের তুলনায় কিছু কম হয়।

2. গ্যাসের গতীয় তত্ত্বানুসারে আদর্শ গ্যাসের অণুগুলির মধ্যে কোনাে আকর্ষণ বল ক্রিয়া করে না। কিন্তু বাস্তব গ্যাসগুলির মধ্যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল ক্রিয়া করে । তাই আদর্শ গ্যাসের অণুগুলি পাত্রের দেয়ালে যে পরিমাণ ধাক্কা দিতে পারে বাস্তব গ্যাসের অণুগুলি তা পারে না।

প্রশ্ন : অ্যাভোগাড্রো সূত্র অনুযায়ী গে-লুসাকের গ্যাস আয়তনিক সূত্রের পর্যাপ্ত ব্যাখ্যা দাও ৷
উত্তর : ধরে নেওয়া যাক, একটি নির্দিষ্ট উষ্ণতায় এবং চাপে, A গ্যাসের a সংখ্যক অণু + B গ্যাসের b সংখ্যক অণু = C গ্যাসের c সংখ্যক অণু । যদি পরীক্ষা চলাকালীন চাপ ও উষ্ণতায় A গ্যাসের V আয়তনে n সংখ্যক অণু থাকে তবে সূত্র অনুযায়ী ওই একই চাপ ও উষ্ণতায় B ও C গ্যাসের প্রত্যেকটির V আয়তনে n সংখ্যক অণু থাকবে।
সুতরাং একই চাপ ও উষ্ণতায় A, B ও C গ্যাসের আয়তনের অনুপাত হবে Va/n :Vb/n :Vc/n = a :b :c অনুপাতটি সর্বদা সরল অনুপাতে থাকে।

প্রশ্ন : মাত্রিক বিশ্লেষণের সাহায্যে R -এর একক নির্ণয় করো ৷

প্রশ্ন : বয়েলের সূত্র, চার্লসের সূত্র এবং অ্যাভোগাড্রো সূত্রের ওপর ভিত্তি করে আদর্শ গ্যাস সমীকরণটি বা PV = nRT সমীকরণটি প্রতিষ্ঠিত করো ।

প্রশ্ন : চার্লসের সূত্রের লেখচিত্র প্রকাশ করো ৷

প্রশ্ন : চার্লসের সূত্রানুযায়ী V–T লেখচিত্র কীরূপ হবে প্রকাশ করো ।

প্রশ্ন : চার্লসের সূত্র থেকে পরমশূন্য উষ্ণতার মান নির্ণয় করো
অথবা, – 273⁰C উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় – গাণিতিকভাবে ব্যাখ্যা করো ।

প্রশ্ন : আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে গ্যাসের ঘনত্ব ও মোলার ভর নির্ণয় কীভাবে করা হয় ? অথবা, আদর্শ গ্যাস সমীকরণ লেখো। এই সমীকরণটি থেকে মোলার ভর গণনা করা হয় কীভাবে ?

প্রশ্ন : বয়েল ও চার্লসের সূত্র অনুসারে আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ প্রতিষ্ঠা করো ।

প্রশ্ন : বয়েলের সূত্রানুসারে, P-V , PV-V , PV-P , P- 1/V , V- I/P লেখচিত্র অঙ্কন করো ৷

গ্যাসের আচরণ প্রশ্ন উত্তর SAQ

প্রশ্নঃ প্রমান চাপের মান কত?
উত্তরঃ 76 সেমি পারদস্তম্ভের চাপকে প্রমান চাপ বলে।

প্রশ্নঃ চার্লসের সূত্রে ধ্রুবক কী কী?
উত্তরঃ ভর ও চাপ।

প্রশ্নঃ কেলভিন স্কেলে প্রমান চাপে জলের স্ফুটনাঙ্ক কত?
উত্তরঃ 373K

প্রশ্নঃ 327°C -কে কেলভিন স্কেলে প্রকাশ করো।
উত্তরঃ 600K

প্রশ্নঃ প্রমান তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ জলের হিমাঙ্ক কত?
উত্তরঃ 273K

প্রশ্নঃ 30°C ও 300K -এর মধ্যে কোন তাপমাত্রাটি বেশি?
উত্তরঃ 30°C তাপমাত্রাটি বেশি।

প্রশ্নঃ কেলভিন স্কেলে প্রমান তাপমাত্রার মান কত?
উত্তরঃ 273 কেলভিন।

প্রশ্নঃ পরম শূন্য তাপমাত্রায় আদর্শ গ্যাসের আয়তন কত হবে?
উত্তরঃ শূন্য হবে।

প্রশ্নঃ বয়েল ও চার্লসের সূত্র দুটিতে যে ভৌত রাশিকে ধ্রুবক ধরা হয়, তার নাম লেখো।
উত্তরঃ ভর।

প্রশ্নঃ পরম শূন্য তাপমাত্রার মান সেলসিয়াস স্কেলে কত?
উত্তরঃ -273°C

প্রশ্নঃ চালর্স সূত্র অনুসারে V বনাম T লেখচিত্রের প্রকৃতি কী?
উত্তরঃ মূলবিন্দুগামী সরলরেখা।

প্রশ্নঃ মোল কীসের একক?
উত্তরঃ পদার্থের পরিমানের একক হল মোল।

প্রশ্নঃ STP -তে গ্যাসের মোলার আয়তন কত?
উত্তরঃ 22.4 লিটার।

প্রশ্ন : চার্লসের সূত্র অনুযায়ী আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে V – t লেখচিত্রটির প্রকৃতি কীরূপ?
উত্তর : সরলরেখা।

প্রশ্ন : সিজিএস পদ্ধতিতে সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক R-এর একক কী?
উত্তর : সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক R-এর একক হলাে 8.314 x 10⁷erg mol⁻¹k⁻¹

প্রশ্ন : একই উষ্ণতা ও চাপে সমাআয়তন CO2 ও N2 গ্যাসের মধ্যে অণুর সংখ্যা পৃথক । [সত্য/ মিথ্যা]
Ans. মিথ্যা

প্রশ্ন : বয়েলের সূত্র অনুসারে অপরিবর্তিত উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোনো গ্যাসের চাপ ও আয়তনের মধ্যে সম্পর্কটি লেখো ।
Ans. p ∝ 1/V

প্রশ্ন : স্থির চাপে কত ডিগ্রি সেলসিয়াস উষ্ণতায় চার্লস সূত্র অনুসারে কোনো আদর্শ গ্যাসের আয়তন শূন্য হবে ?
Ans. স্থির চাপে –273°C উষ্ণতায় চার্লস সূত্র অনুসারে কোনো আদর্শ গ্যাসের আয়তন শূন্য হবে।

গ্যাসের আচরণ প্রশ্ন উত্তর MCQ

1) স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপ দ্বিগুন করলে আর আয়তন-
[A] দ্বিগুন হবে
[B] অর্ধেক হবে
[C] চারগুন হবে
[D] কোনোটিই নয়।
Correct Answer : [B] অর্ধেক হবে।

2) গ্যাসের চাপের সঙ্গে ঘনত্বের সম্পর্ক হল (স্থির উষ্ণতায়) —
[A] দ্বিগুন
[B] সমানুপাতিক
[C] সমান
[D] ব্যস্তানুপাতিক।
Correct Answer: [B] সমানুপাতিক।

3) বয়েলের সূত্রে ধ্রুবক হল—
[A] চাপ, ভর
[B] আয়তন, চাপ
[C] উষ্ণতা ও ভর
[D] ভর ও আয়তন।
Correct Answer: [C] উষ্ণতা ও ভর।

4) স্থির উষ্ণতায় আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে চাপ (P) বনাম গ্যাসের ঘনত্ব (d) -এর পরিবর্তনের লেখচিত্রের প্রকৃতি —
[A] P অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা
[B] মূলবিন্দুগামী সরলরেখা
[C] সমপরাবৃত্তাকার বক্ররেখা
[D] d অক্ষের সমান্তরাল সরলরেখা।
Correct Answer: [B] মূলবিন্দুগামী সরলরেখা।

5) নীচের কোনটি চাপের SI একক?
[A] NM²
[B] Nm−²
[C] NM
[D] N
Correct Answer: [B] Nm−² (পাস্কাল)

6) আদর্শগাসের অণুগুলি গতিহীন হয় যে উষ্ণতায় তা হল—
[A] 0K
[B] 272K
[C] -273K
[D] 373K
Correct Answer: [A] 0K

7) গ্যাসের গতিতত্ব প্রমান করে—
[A] বয়েলের সূত্র
[B] চালর্সের সূত্র
[C] অ্যাভোগাড্রোর সূত্র
[D] সবকটিই সঠিক
Correct Answer: [D] সবকটিই সঠিক।

8) STP -তে 2.24L অধিকার করে—
[A] 4.4 g CO2
[B] 0.64 g SO2
[C] 28 g CO
[D] 16 g O2
Correct Answer: [A] 4.4 g CO2

9) STP -তে 5.6 লিটার CO2 (g) -এর ভর—
[A] 88 g
[B] 22 g
[C] 44 g
[D] 11 g
Correct Answer: [D] 11 g

10) 11.2 লিটার কোন আদর্শ গ্যাসের জন্য STP -তে PV -এর মান কত?
[A] 2 RT
[B] RT
[C] 0.5 RT
[D] 11.2 RT
Correct Answer: [D] 11.2 RT

11) বাস্তব গ্যাসের আদর্শ আচরণ থেকে বিচ্যুতির কারণ—
[A] আদর্শ গ্যাসের অণুগুলির বিন্দু ভর
[B] আদর্শ গ্যাসের অণুগুলি আন্তরণবিক বল শূন্য
[C] a ও b উভয়ই
[D] গ্যাস অণুগুলি স্থিতিস্থাপক নয়।
Correct Answer: [C] a ও b উভয়ই।

12) একটি বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের ন্যায় আচরণ করে—
[A] উচ্চচাপে এবং নিম্ন তাপমাত্রায়
[B] নিম্নচাপে এবং উচ্চ তাপমাত্রায়
[C] উচ্চচাপে এবং উচ্চ তাপমাত্রায়
[D] নিম্নচাপে এবং নিম্ন তাপমাত্রায়।
Correct Answer: [B] নিম্নচাপে এবং উচ্চ তাপমাত্রায়।

13) গতিতত্ত্ব অনুযায়ী গ্যাসের অণুগুলি
[A] ভরবিহীন
[B] আয়তন শূন্য
[C] বিন্দুভর সম্পন্ন
[D] কোনোটিই নয়।
Correct Answer: [C] বিন্দুভর সম্পন্ন।

14) একটি বাস্তব গ্যাস কোন তাপমাত্রা থেকে আদর্শ গ্যাসের সূত্র মেনে চলে?
[A] সঙ্কট উষ্ণতায়
[B] উচ্চ তাপমাত্রায়
[C] পরমশূন্য উষ্ণতায়
[D] বয়েল উষ্ণতায়।
Correct Answer: [D] বয়েল উষ্ণতায়।

15) গ্যাসের গতিতত্বের স্বীকার্য অনুসারে কোনটি সঠিক?
[A] গ্যাসের অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণ বল থাকে না
[B] অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণ বল থাকে
[C] গ্যাসের অণুগুলি স্থির
[D] সমস্ত গ্যাসেই আদর্শ গ্যাস।
Correct Answer: [A] গ্যাসের অণুগুলির মধ্যে আকর্ষণ বল থাকে না।

গাণিতিক সমস্যা সমূহ :

প্রশ্ন : আদর্শ গ্যাসের সমীকরণ থেকে দেখাও গ্যাসের ঘনত্ব d = PM/RT.
উত্তর :

প্রশ্ন : 0°C উষ্ণতায় রক্ষিত একটি নির্দিষ্ট ভরের গ্যাসের চাপ দ্বিগুণ ও আয়তন অর্ধেক করা হলাে। গ্যাসটির অন্তিম উষ্ণতা কত হবে?

প্রশ্ন : একটি নির্দিষ্ট ভরের কোনাে গ্যাসের 90 Cm Hg চাপে আয়তন 500 Cm₃ হলে ওই উয়তায় এবং 60 Cm Hg চাপে গ্যাসটির আয়তন কত হবে?

প্রশ্ন : –3⁰C উষ্ণতায় কিছু পরিমাণ গ্যাসের আয়তন 750 cc । গ্যাসটিকে সমান চাপে উত্তপ্ত করাতে তার আয়তন 1 লিটার হল | গ্যাসের চরম উষ্ণতা কত হবে ?