ID#6490 HSC Physics 2nd CQ (Comilla 2025)

ক) তড়িৎ ফ্লাক্স কী?
কোনো তড়িৎ ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে অঙ্কিত বলরেখাগুলো কোনো তলের মধ্য দিয়ে লম্বভাবে যে সংখ্যায় অতিক্রম করে, তাকে ওই তলের তড়িৎ ফ্লাক্স বলে।

খ) রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসের তাপমাত্রা ও আয়তনের মধ্যে কোনো সম্পর্ক আছে কি? ব্যাখ্যা কর।
হ্যাঁ, রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসের তাপমাত্রা ও আয়তনের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট গাণিতিক সম্পর্ক বিদ্যমান। রুদ্ধতাপীয় পরিবর্তনের ক্ষেত্রে আমরা জানি, $TV^{\gamma-1} = \text{constant}$। এখানে $T$ হলো পরম তাপমাত্রা, $V$ হলো আয়তন এবং $\gamma$ হলো গ্যাসের দুটি আপেক্ষিক তাপের অনুপাত ($C_p/C_v$)। এই সম্পর্ক থেকে বোঝা যায় যে, রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় গ্যাসের আয়তন বৃদ্ধি পেলে তাপমাত্রা হ্রাস পায় এবং আয়তন সংকুচিত হলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।

গ) প্রথম ক্ষেত্রে চিত্র-১ এ উৎপন্ন তাপের পরিমাণ কত?
উদ্দীপকের চিত্র-১ এবং সংশ্লিষ্ট তথ্য থেকে পাই:
রোধ, $R = 10$ $\Omega$
তড়িৎ প্রবাহ, $I = 5$ $A$
সময়, $t = 2$ min $= 120$ $s$

জুলের তাপীয় ক্রিয়া অনুসারে উৎপন্ন তাপ, $H = I^2Rt$
$\Rightarrow H = (5)^2 \times 10 \times 120$
$\Rightarrow H = 25 \times 10 \times 120$
$\Rightarrow H = 30,000$ $J$
অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে উৎপন্ন তাপের পরিমাণ $30,000$ জুল।

ঘ) রিপনের অঙ্কিত লেখচিত্রদ্বয় একই রকম হবে কি? গাণিতিক বিশ্লেষণসহ মতামত দাও।
রিপনের অঙ্কিত লেখচিত্র দুটির প্রকৃতি নির্ভর করবে সময়ের সাথে উৎপন্ন তাপের পরিবর্তনের হারের ওপর।
আমরা জানি, উৎপন্ন তাপ $H = I^2Rt$।

১ম চিত্রের ক্ষেত্রে:
এখানে একটি পরিবর্তনশীল কোষ (Variable cell) ব্যবহার করা হয়েছে যা স্থির মানের প্রবাহ ($I = 5$ $A$) সরবরাহ করে।
যেহেতু $I$ এবং $R$ স্থির, তাই $H \propto t$।
এক্ষেত্রে $H$ বনাম $t$ লেখচিত্রটি হবে মূলবিন্দুগামী একটি সরলরেখা।

২য় চিত্রের ক্ষেত্রে:
এখানে একটি স্থির বিভব বিশিষ্ট কোষ ব্যবহার করা হয়েছে এবং কোষটি $t = 0$ সময়ে যুক্ত করা হয়েছে।
যদি কোষের অভ্যন্তরীণ রোধ নগণ্য হয় এবং বর্তনীতে শুধুমাত্র স্থির রোধ $R$ থাকে, তবে প্রবাহ $I = V/R$ একটি স্থির মান হবে।
সেক্ষেত্রেও $H = (V^2/R)t$ অর্থাৎ $H \propto t$ হবে এবং লেখচিত্রটি সরলরেখা হবে।

তবে, যদি ২য় চিত্রে কোষটি যুক্ত করার ফলে সময়ের সাথে বিভব বা প্রবাহের কোনো পরিবর্তন ঘটে (যেমন- ধারক বা আবেশকের উপস্থিতি), তবে লেখচিত্রটি বক্ররেখা হতে পারে। উদ্দীপকের চিত্রে শুধুমাত্র রোধ $R$ দেখা যাচ্ছে। সাধারণ ডিসি বর্তনী হিসেবে বিবেচনা করলে উভয় ক্ষেত্রেই প্রবাহ স্থির থাকায় লেখচিত্র দুটি একই রকম (মূলবিন্দুগামী সরলরেখা) হওয়ার কথা। কিন্তু যদি ২য় চিত্রে কোষ সংযোগের তাৎক্ষণিক পরিবর্তন বা কোষের অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যের ভিন্নতা বিবেচনা করা হয়, তবে গাণিতিক ঢাল ভিন্ন হতে পারে।