ক-এর উত্তর:
যে প্রক্রিয়া বিপরীতমুখী হয়ে প্রত্যাবর্তন করে এবং সম্মুখবর্তী ও বিপরীতমুখী প্রতি স্তরে তাপ ও কাজের ফলাফল সমান ও বিপরীত হয়, তাকে প্রত্যাগামী প্রক্রিয়া বলে।
খ-এর উত্তর:
প্রকৃতিতে যে কোনো বস্তুর আধান সর্বদা একটি ন্যূনতম আধানের (ইলেকট্রনের আধান, $e = 1.6 \times 10^{-19} C$) পূর্ণসংখ্যার গুণিতক হয়। অর্থাৎ আধান $Q = \pm ne$, যেখানে $n$ একটি পূর্ণসংখ্যা। আধানের এই বিচ্ছিন্নতাকে বা প্যাকেট আকারে থাকাকেই আধানের কোয়ান্টায়ন বলে।
গ-এর উত্তর:
উদ্দীপকের বর্তনী চিত্র-২ অনুসারে, কোষ দুটি শ্রেণিবিন্যাসে যুক্ত এবং তাদের পোলারিটি একই দিকে (সহায়ক)।
মোট তড়িৎচালক শক্তি, $E_{s} = E_{1} + E_{2} = 12 V + 8 V = 20 V$
মোট অভ্যন্তরীণ রোধ, $r_{s} = r_{1} + r_{2} = 0.6 \Omega + 0.6 \Omega = 1.2 \Omega$
বহিঃস্থ রোধ, $R = 10 \Omega$
বর্তনীতে প্রবাহিত তড়িৎ প্রবাহ, $I' = \frac{E_{s}}{R + r_{s}}$
$I' = \frac{20}{10 + 1.2} = \frac{20}{11.2} \approx 1.786 A$
$V_{A'B'}$ হলো $R$ রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য।
$V_{A'B'} = I' \times R$
$V_{A'B'} = 1.786 \times 10$
$V_{A'B'} = 17.86 V$
সুতরাং, $V_{A'B'}$ এর মান $17.86 V$।
ঘ-এর উত্তর:
ব্যয়িত শক্তি $W = I^{2}Rt$। যেহেতু $R$ এবং $t$ উভয় ক্ষেত্রে সমান, তাই শক্তির তুলনা মূলত তড়িৎ প্রবাহের বর্গের তুলনা।
বর্তনী চিত্র-১ এর ক্ষেত্রে:
এখানে কোষ দুটি সমান্তরাল সমবায়ে যুক্ত। যেহেতু তাদের তড়িৎচালক শক্তি ভিন্ন ($12 V$ ও $8 V$), তাই আমরা কার্শফের সূত্র ব্যবহার করি।
ধরি, মূল প্রবাহ $I$। লুপ বিশ্লেষণে দেখা যায় কোষ দুটি একে অপরের বিপরীতে কাজ করছে।
তড়িৎ প্রবাহ, $I = \frac{\frac{E_{1}}{r_{1}} + \frac{E_{2}}{r_{2}}}{1 + R(\frac{1}{r_{1}} + \frac{1}{r_{2}})}$ (এটি কোষের পোলারিটি বিপরীত হওয়ায় বিয়োগ হবে)
প্রকৃতপক্ষে, লুপ ১ (উপরের কোষ ও $R$): $12 - 0.6I_{1} - 10I = 0$
লুপ ২ (নিচের কোষ ও $R$): $8 - 0.6I_{2} - 10I = 0$
এখানে $I = I_{1} + I_{2}$। সমীকরণ সমাধান করলে পাওয়া যায়:
$I \approx 0.97 A$
ব্যয়িত শক্তি, $W_{1} = (0.97)^{2} \times 10 \times t = 9.41t$
বর্তনী চিত্র-২ এর ক্ষেত্রে:
'গ' হতে প্রাপ্ত, $I' \approx 1.786 A$
ব্যয়িত শক্তি, $W_{2} = (1.786)^{2} \times 10 \times t = 31.89t$
তুলনা:
$\frac{W_{2}}{W_{1}} = \frac{31.89t}{9.41t} \approx 3.39$
অর্থাৎ, বর্তনী চিত্র-২ এ ১০ ওহম রোধে ব্যয়িত শক্তি বর্তনী চিত্র-১ এর তুলনায় প্রায় ৩.৩৯ গুণ বেশি। কোষগুলো শ্রেণিবিন্যাসে ও একই মুখে থাকায় তড়িৎ প্রবাহ বৃদ্ধি পাওয়ায় শক্তির এই আধিক্য ঘটে।