অনুশীলনীর সমাধান-গ্যাসের আচরণ-[প্রান্তিক প্রকাশণী] মাধ্যমিক ভৌত বিজ্ঞান ও পরিবেশ পরিচয়

"Today we will discuss the solutions of all the questions in the exercise (Behaviour of gases), the second chapter of the secondary physics and environment (authors - Bhuiyan and Saha) of Prantik publication. We hope all the students of the secondary will find it very useful."

This time this topic is very important for West Bengal 10th class physics exam

"আজ আমরা WBBSE প্রান্তিক প্রকাশণীর মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান ও পরিবেশ (লেখক - ভুঁইয়া ও সাহা) দ্বিতীয়  অধ্যায় গ্যাসের আচরণের অনুশীলনীর সমস্ত প্রশ্নের সমাধান সম্পর্কে আলোচনা করব। আশা করি মাধ্যমিকের সকল ছাত্র ছাত্রীদের খুবই কাজে আসবে।"

এবার পশ্চিমবঙ্গ দশম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান পরীক্ষায় এই topic টি পরীক্ষার জন্য খুব ইম্পর্টেন্ট ।

পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদ নির্দেশিত সাম্প্রতিক প্রশ্ন কাঠামো ও নম্বর বিভাজন নীতি অনুসারে ভৌত বিজ্ঞান বিষয়ের গ্যাসের আচরণ (Behaviour of gases)  অধ্যায় থেকে 1 নম্বরের বহুবিকল্প ভিত্তিক প্রশ্ন (M.C.Q), 1 নম্বরের অতি সংক্ষিপ্ত (V.S.A), 2 নম্বরের সংক্ষিপ্ত (S.A) ও দীর্ঘ উত্তরভিত্তিক প্রশ্ন (L.A) আসবে ।

Topic	M.C.Q	V.S.A	S.A	L.A	TOTAL MARKS
গ্যাসের আচরণ	1 X 1= 1	1 X 2 = 2	2 X 1= 2	3 X 1 = 3	8

 [প্রান্তিক] মাধ্যমিক ভৌত বিজ্ঞান ও পরিবেশ [দশম শ্রেণি]- গ্যাসের আচরণ - অনুশীলনীর সমস্ত প্রশ্নের সমাধান 

A. বহুবিকল্পভিত্তিক প্রশ্ন : প্রতিটি প্রশ্নের মান (1)

প্রতিটি প্রশ্নের চারটি করে বিকল্প আছে, যেটি ঠিক সেটি লেখাে : 

1) চার্লসের সূত্রে ধ্রুবক হল—(a) গ্যাসের ভর (b) গ্যাসের চাপ (c) গ্যাসের আয়তন (d) a এবং b উভয়ই।

 উত্তর〉 (d) a এবং b উভয়ই।

2) বয়েলের সূত্রে ধ্রুবক হল—(a) গ্যাসের ভর (b) গ্যাসের উষ্ণতা (c) গ্যাসের চাপ (d) a এবং b উভয়ই।

 উত্তর〉(d) a এবং b উভয়ই

3) শুষ্ক বায়ুর চেয়ে আর্দ্র বায়ু—(a) ভারী (b) হালকা (c) কখনও ভারী আবার কখনও হালকা (d) ভারীও নয় আবার হালকাও নয়। 

 উত্তর〉(b) হালকা

4) STP-তে যে-কোনাে গ্যাসের মােলার আয়তন--(a) 22.4 L (b) 2.24 L (c) 22.2 L (d) 22.4 `cm^3`। 

 উত্তর〉(a) 22.4 L 

5) পরমশূন্য উষ্ণতায় সমস্ত গ্যাসের আয়তন হয়—(a) 0 (b) 273 (c) 2.24 L (d) 22.4 L। 

 উত্তর〉(a) 0

6) গ্যাসের উষ্ণতা বাড়লে অণুগুলির গতিবেগ—(a) বাড়বে (b) কমবে (c) অপরিবর্তিত থাকবে (d) প্রথমে বাড়বে, পরে কমবে।

 উত্তর〉(a) বাড়বে

7) নীচের কোনটি চাপের SI একক? (a) N `m^2` (b) N `m^-2` (c) N m (d) N।

 উত্তর〉(b) N `m^-2`

8) একটি গ্যাসের বাষ্পঘনত্ব 32 ; নীচের কোনটি গ্যাসটির আণবিক ওজন ? (a) ৪ (b) 16 (c) 32 (d) 64।

 উত্তর〉 (d) 64 [∵ M = 2D = 2`times`32 = 64]

B. অতিসংক্ষিপ্ত উত্তরভিত্তিক প্রশ্ন : প্রতিটি প্রশ্নের মান (1) 

(I) একটি শব্দ বা একটি বাক্যে উত্তর দাও :

1. চাপের SI এককের নাম লেখাে।

 উত্তর〉চাপের SI একক  N `m^-2`

2. ফারেনহাইট স্কেলে পরম শূন্য উষ্ণতার মান কত?

 উত্তর〉ফারেনহাইট স্কেলে পরম শূন্য উষ্ণতার মান (-)459.4 ℃। 

3. 30°C এবং 300 K-এর মধ্যে কোন্ উষ্ণতাটি বেশি ?

 উত্তর〉30°C [ ∵30°C = (30+273) K = 303 K] 

4. চার্লস সূত্র অনুসারে স্থিরচাপে কত °C উষ্ণতায় কোনাে গ্যাসের আয়তন শূন্য হবে ?

 উত্তর〉 (-)273℃

5. চালর্সের সূত্রে ধ্রুবক  কী কী ?

 উত্তর〉 এই সূত্রে ধ্রুবক দুটি হলো 1) গ্যাসের চাপ এবং 2) গ্যাসের ভর।

6, আদর্শ গ্যাস ও বাস্তব গ্যাস কাকে বলে ?

 উত্তর〉 আদর্শ গ্যাস : যেসব গ্যাস সকল চাপ ও উষ্ণতায় বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে, তাদের আদর্শ গ্যাস বলা হয়।

উদাহরণ: বাস্তবে আদর্শ গ্যাসের কোনো অস্তিত্ব নেই।

বাস্তব গ্যাস : যেসব গ্যাস বয়েল ও চার্লসের সূত্র মেনে চলে না, তাদের বাস্তব গ্যাস বলা হয়। উদাহরণ: `O_2`, `H_2`, `CO_2`, `N_2` ইত্যাদি।

7. বয়েলের সূত্রানুসারে P বনাম V লেখচিত্রের প্রকৃতি কেমন হবে ?

 উত্তর〉 স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন V কে X অক্ষ বরাবর এবং চাপ P কে Y অক্ষ বরাবর বসিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে একটি সমপরাবৃত্ত (rectangular hyperbola) পাওয়া যায়।

8. V বনাম t এবং V বনাম T লেখচিত্রের প্রকৃতি কেমন হবে ?

 উত্তর〉স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের ক্ষেত্রে V vs t (℃) লেখচিত্র একটি সরলরেখা হবে।সরলরেখাটি পিছনের দিকে বাড়ালে সেটি উষ্ণতা অক্ষকে একটি বিন্দুতে ছেদ করে। ঐ বিন্দুতে উষ্ণতার মান -273℃।

⬜ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের ক্ষেত্রে V vs T লেখচিত্রগুলি মূলবিন্দুগামী সরলরেখার হবে।

9. পরম শূন্যকে পরম বলার কারণ কী ?

 উত্তর〉পরমশূন্য উষ্ণতার মান 1) গ্যাসের প্রকৃতি, পরিমাণ, প্রাথমিক চাপ ও আয়তনের উপর নির্ভর করে না। 2) পরমশূন্য উষ্ণতায় স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের যে-কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। 3) মহাবিশ্বে এর চেয়ে কম উষ্ণতা পাওয়া সম্ভব নয়। এসব কারণে পরম শূন্য উষ্ণতাকে পরম বলা হয়। 

10. বয়েলের সূত্র অনুসারে অপরিবর্তিত উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোনাে গ্যাসের চাপ ও আয়তনের মধ্যে সম্পর্কটি লেখাে।

 উত্তর〉বয়েলের সূত্রানুসারে স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের  চাপের সঙ্গে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ ‌স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের উপর চাপ বাড়ালে তার আয়তন কমে এবং চাপ কমলে তার আয়তন বাড়ে। তবে গ্যাসটির উষ্ণতা সংকট উষ্ণতা নিচে থাকলে চাপ খুব বাড়ালে গ্যাসকে তরলে পরিণত হয়।

(II) বামস্তম্ভের সঙ্গে ডানস্তম্ভের সামঞ্জস্য বিধান করাে :

বামস্তম্ভ	ডানস্তম্ভ
(i) PV = nRT সমীকরণে R হল	(a) 22.4 L
(ii) উষ্ণতার পরম স্কেলে জলের স্ফটনাঙ্ক	(b) পরম শূন্য উষ্ণতায়
(iii) গ্যাসীয় অণুগুলির বেগ শূন্য হয়	(c) সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক
(iv) NTP-তে সব গ্যাসের মোলার আয়তন	(d) 373 K
	(e) 546 K

 উত্তর〉

বামস্তম্ভ	ডানস্তম্ভ
(i) PV = nRT সমীকরণে R হল	(c) সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক
(ii) উষ্ণতার পরম স্কেলে জলের স্ফটনাঙ্ক	(d) 373 K
(iii) গ্যাসীয় অণুগুলির বেগ শূন্য হয়	(b) পরম শূন্য উষ্ণতায়
(iv) NTP-তে সব গ্যাসের মোলার আয়তন	(a) 22.4 L

(III) শূন্যস্থানগুলিতে উপযুক্ত শব্দ বসাও :

1.--------উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়। [পরম শূন্য বা -273°C]

2.সর্বপ্রথম অণুর ধারণা দেন---------।  [অ্যাভােগ্যাড্রো]

3.গ্যাসীয় অণুগুলির গড় গতিশক্তি গ্যাসের পরম উষ্ণতার---------। [সমানুপাতিক]

 (IV) সত্য / মিথ্যা নিরূপণ করাে : 

1. গ্যাসের আয়তন তার ওপর প্রযুক্ত চাপের সমানুপাতিক। [মিথ্যা]

2. PV =  nRT সমীকরণটিকে আদর্শ গ্যাস সমীকরণ বলে। [সত্য]

 3.খুব উচ্চ চাপে এবং উচ্চ উষ্ণতায় বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের মতাে আচরণ করে। [সত্য] 

4. একই উষ্ণতা ও চাপে সমআয়তন `CO_2` ও `N_2` গ্যাসের মধ্যে অণুর সংখ্যা পৃথক। [মিথ্যা]

C. সংক্ষিপ্ত উত্তরভিত্তিক প্রশ্নমান (2) প্রতিটি প্রশ্নের মান (2)

নীচের প্রশ্নগুলির দুই তিন বাক্যে উত্তর দাও :

1. বয়েলের সূত্রটি বিবৃত করাে। 

 উত্তর〉বয়েলের সূত্র: স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের  চাপের সঙ্গে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়।

গাণিতিক রূপ: মনে করি নির্দিষ্ট উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন V এবং চাপ P ।

ஃবয়েলের সূত্রানুসারে, 

                   V ∝ `\frac1P` [যখন গ্যাসের ভর ও উষ্ণতা স্থির]

              বা V = `\frac KP` [এখানে K হল একটি ধ্রুবক] 

              বা PV = K  

2. চালর্সের সূত্রটি বিবৃত করা। 

 উত্তর〉চার্লসের সূত্রঃ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন প্রতি 1℃ উষ্ণতা বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য 0℃ উষ্ণতায় ওই গ্যাসের যে আয়তন তার `\frac1{273}` অংশ বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।

ব্যাখ্যাঃ মনে করি স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের 0℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_0` এবং t℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_t`, চার্লসের সূত্র অনুযায়ী---

 1℃ উষ্ণতা বৃদ্ধির জন্য আয়তন বৃদ্ধি = `\frac{V_0}{273}`

 t℃ উষ্ণতা বৃদ্ধির জন্য আয়তন বৃদ্ধি = `\frac{V_0t}{273}`

 ஃ t℃ উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন (`V_t`) = `V_0+\frac{V_0t}{273}`

                                   বা `V_t` = `V_0` `\left(1+\frac t{273}\right)`

এটি হলো চার্লসের সূত্রের গাণিতিক রূপ।

গ্যাসের উষ্ণতা t℃  কমলে যদি গ্যাসের আয়তন `V_-t` হয় তবে

                          `V_-t` = `V_0` `\left(1-\frac t{273}\right)`

3. বয়েলের সূত্রানুসারে PV বনাম P লেখচিত্রটি অঙ্কন করাে। 

 উত্তর〉PV vs P লেখচিত্র: স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের চাপ P কে X-অক্ষ বরাবর এবং চাপ ও আয়তনের গুণফল PV-কে Y-অক্ষ বরাবর বসিয়ে লেখচিত্র অঙ্কন করলে লেখচিত্রটি P-অক্ষের  সমান্তরাল একটি সরলরেখা হবে।

4. -273°C উষ্ণুতায় গ্যাসের আয়তন প্রকৃতপক্ষে শূন্য হয়ে যায় ব্যাখ্যা করাে।

 উত্তর〉মনে করি স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের 0℃উষ্ণতায় আয়তন `V_0` এবং t℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_t`

ஃ চার্লসের সূত্র অনুযায়ী,  `V_t` = `V_0` `\left(1+\frac t{273}\right)`

এখন t = -273 ℃  হলে,  

   `V_-273`= `V_0` `\left(1+\frac{-273}{273}\right)` = 0

অর্থাৎ -273℃ উষ্ণতায় স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের যে-কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায়। 

5. সর্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক ‘R'-এর মাত্রা নির্ণয় করাে।

 উত্তর〉আমরা জানি,আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণটি হল, PV = nRT

ஃ R = `\frac{PV}{nT}`

                               P-এর মাত্রা`times`V-এর মাত্রা

ஃ R-এর মাত্রা     = ------------------------------------

                              n-এর মাত্রা`times`T-এর মাত্রা 

              =`\frac{ML^{-1}T^{-2}\times L^3}{mol\times K}`

              = `ML^{2}T^{-2}mol^-1 K^-1` 

6. বাস্তব গ্যাস আদর্শ আচরণ থেকে কেন বিচ্যুত হয়?

 উত্তর〉আদর্শ আচরণ থেকে বাস্তব গ্যাস গুলির বিচ্যুতির কারণ গুলি হল--

১) বাস্তব গ্যাসের অনুগুলির সসীম আয়তনঃ বাস্তব গ্যাসের অনুগুলির আকারে ক্ষুদ্র হলেও প্রতিটি অনুর একটি নির্দিষ্ট আয়তন আছে। তাই গ্যাস পাত্রের আয়তনের তুলনায় গ্যাসের অনুগুলির মোট আয়তনকে উপেক্ষা করা যায় না।

২) আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বলঃ বাস্তব গ্যাসের অনুগুলি পরস্পরকে আকর্ষণ করে। এই আকর্ষণ বলের জন্য বাস্তব গ্যাসের দ্বারা পাত্রের দেওয়ালের উপর প্রযুক্ত চাপের মান কিছুটা কম হয়।

 7. গ্যাসের ব্যাপন কাকে বলে? 

 উত্তর〉গ্যাসের ব্যাপনঃ যে ধর্মের জন্য বাইরের কোন সাহায্য ছাড়া দুই বা ততোধিক গ্যাস তাদের ঘনত্ব ও আণবিক গুরুত্ব নির্বিশেষে স্বতঃস্ফূর্তভাবে পরস্পরের সাথে মিশে সমসত্ত্ব‌ গ্যাস মিশ্রণ তৈরি করে তাকে গ্যাসের ব্যাপন বলে।

8. STP তে নির্দিষ্ট ভরের কোনাে গ্যাসের আয়তন 52 `m^3` হলে অপরিবর্তিত উষ্ণতায় 104 cm Hg চাপে গ্যাসটির আয়তন কত হবে? 

উত্তর〉প্রাথমিক চাপ (`P_1`) = 76 cm Hg      অন্তিম চাপ (`P_2`) = 104 cm Hg

            প্রাথমিক আয়তন (`V_1`) = 52 `m^3`  অন্তিম আয়তন (`V_2`) = ?   

যেহেতু উষ্ণতা স্থির, তাই বয়েলের সূত্র অনুসারে, `P_1V_1` = `P_2V_2`

বা, `V_2` =  `\frac{P_{1\}\times V_1}{P_2}`

বা, ‌ `V_2` = `\frac{76\times52}{104}`

বা, ‌`V_2` = 38 `m^3`

ஃ অপরিবর্তিত উষ্ণতায় 104 cm Hg চাপে গ্যাসটির আয়তন হবে 38 `m^3`.।

9. 4 অ্যাটমস্ফিয়ার চাপে ও 300 K উষ্ণুতায় ৪ g `H_2` গ্যাসের (H = 1) আয়তন কত হবে ? (R = 0.082 লিটার অ্যাটমস্ফিয়ার `mol^-1` `K^-1`) 

উত্তর〉চাপ P = 4 atm

উষ্ণতা (T) = 300 K

হাইড্রোজেন গ্যাসের ভর (W) = 8 g

হাইড্রোজেন এর মোলার ভর (M) = 2 g `mol^-1`

ஃ মোল সংখ্যা (n) = `\frac WM` = `\frac8{2}`= 4

গ্যাসের আয়তন = V ধরি

আদর্শ গ্যাস সমীকরণ অনুযায়ী,

  PV = nRT

বা, V = `\frac{nRT}P`

বা, V = `\frac{4\times0.082\times300}4`

বা, V = 24.6 L

ஃ 4 অ্যাটমস্ফিয়ার চাপে ও 300 K উষ্ণুতায় ৪ g `H_2` গ্যাসের আয়তন 24.6 L।

10. উষ্ণতার পরম স্কেল কী ?

 উত্তর〉উষ্ণতার পরম স্কেলঃ পরম শূন্য উষ্ণতাকে শূন্য ধরে এবং উষ্ণতার প্রতি ডিগ্রি ব্যবধানকে 1 ডিগ্রি সেলসিয়াসের (1 ℃ ) সমান করে মেপে উষ্ণতার যে স্কেল পাওয়া যায় তাকে উষ্ণতার পরম স্কেল বলা হয়।

বিজ্ঞানী লর্ড কেলভিন উষ্ণতায় পরম স্কেলের ধারণা প্রবর্তন করেন তাই তার নাম অনুসারে এই স্কেলকে কেলভিন স্কেল বলা হয়।

D. দীর্ঘ উত্তরভিত্তিক প্রশ্ন প্রতিটি প্রশ্নের মান (3)

নীচের প্রশ্নগুলির উত্তর দাও :

1. একটি আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে PV = KT সম্পর্কটি প্রতিষ্ঠিত করাে। [K = একটি ধ্রুবক, P, V, T চিহ্নগুলি প্রচলিত অর্থে ব্যবহৃত হয়েছে।] 

উত্তর〉মনেকরি নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের চাপ = P আয়তন = V ও পরম উষ্ণতা = T

বয়েলের সূত্র অনুযায়ী, V ∝ `\frac1P` [যখন T স্থির থাকে ]

চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, V∝ T যখন P স্থির থাকে।

ஃ যৌগিক ভােদের সূত্র অনুযায়ী,

    V ∝  `\frac PV` যখন P ও V উভয়ই পরিবর্তিত হয়।

বা V = K `\frac PV` এখানে K হল একটি সমানুপাতিক ধ্রুবক।

বা `\frac {PV}T` = K 

বা PV = KT

2. পরম শূন্য উষ্ণতা বলতে কী বােঝায়? উষ্ণতার পরম স্কেল কাকে বলে। উষ্ণতার পরম স্কেলে জলের হিমাঙ্ক ও স্ফটনাঙ্কের মান কত হবে?

উত্তর〉পরম শূন্য উষ্ণতা: চার্লসের সূত্র অনুযায়ী, স্থির চাপে যে নির্দিষ্ট উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন শূন্য হয়ে যায় সেই উষ্ণতাকে পরম শূন্য উষ্ণতা বলা হয়।

পরমশূন্য উষ্ণতার মান (-273 ℃ )। সঠিকভাবে পরিমাপ করলে পরমশূন্য উষ্ণতার মান (-273.15 ℃ ) পাওয়া যায়।

⬜ উষ্ণতার পরম স্কেলঃ পরম শূন্য উষ্ণতাকে শূন্য ধরে এবং উষ্ণতার প্রতি ডিগ্রি ব্যবধানকে 1 ডিগ্রি সেলসিয়াসের (1 ℃ ) সমান করে মেপে উষ্ণতার যে স্কেল পাওয়া যায় তাকে উষ্ণতার পরম স্কেল বলা হয়।

≻ উষ্ণতার পরম স্কেলে জলের হিমাঙ্ক মান = (0 + 273) K = 273 K ও স্ফটনাঙ্কের মান = (100 + 273) K = 373 K

3. প্রমাণ বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বলতে কী বােঝায়? SI এককে এর মান নির্ণয় করাে। 

উত্তর〉 প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ: `0^\circ` উষ্ণতায় `45^\circ` অক্ষাংশে গড় সমুদ্রপৃষ্ঠে 76 cm উঁচু পারদস্তম্ভের চাপকে প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ বলা হয়।

⬜ প্রমাণ বায়ুমন্ডলীয় চাপ বা 1 atm  

= 76 cm পারদস্তম্ভের চাপ

= পারদ স্তম্ভের উচ্চতা (h) `\times` পারদের ঘনত্ব (d) `\times` অভিকর্ষ ত্বরণ (g)

= 76 `\times` 13.6 `\times` 980 dyn / `cm^2`

 = 1.013 `\times` `10^6` dyn / `cm^2`

= 1.013 `\times` `10^5` Pa [∴ 1 Pa =10 dyn/`cm^2`]    

4. একটি বেলুনকে বাতাস দিয়ে ফোলালে চাপ বৃদ্ধির সঙ্গে আয়তনও বৃদ্ধি পায়। এই ফল কী বয়েল সূত্রের বিরােধী?

উত্তর〉স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ও চাপ পরস্পরের ব্যস্তানুপাতিক-এটি বয়েলের সূত্র। কিন্তু বেলুন ফোলানোর সময় গ্যাসের ভর বাড়তে থাকে অর্থাৎ  নির্দিষ্ট থাকে না তাই ক্ষেত্রে বয়েলের সূত্র প্রযোজ্য হবে না। সুতরাং এক্ষেত্রে বয়েলের সূত্র লঙ্ঘিত হওয়ার কোন প্রশ্নই ওঠে না।  

5.একটি সিলিন্ডারে 10 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে 9 লিটার হাইড্রোজেন আছে। উষ্ণতা অপরিবর্তিত রেখে 2 বায়ুমণ্ডলীয় চাপে 1 লিটার আয়তনের কতগুলি বেলুন ওই গ্যাসের সাহায্যে ভরতি করা যাবে ?

উত্তর〉 প্রাথমিক চাপ (`P_1`) = 10 atm      অন্তিম চাপ (`P_2`) = 2 atm

            প্রাথমিক আয়তন (`V_1`) = 9 L      অন্তিম আয়তন (`V_2`) = ?

বয়েলের সূত্রানুসারে, `P_1V_1` = `P_2V_2`

বা, `V_2` =  `\frac{P_{1\}\times V_1}{P_2}`

বা, ‌ `V_2` = `\frac{10\times9}{2}`

বা, ‌`V_2` = 45 L

ஃ 2 atm চাপে সিলিন্ডার থেকে প্রাপ্ত `H_2` গ্যাসের পরিমাণ = (45-9) L = 36 L।

প্রতিটি বেলুনের আয়তন 1 লিটার।

ஃ ঐ গ্যাসে ভর্তি করা যাবে= (36/1) = 36 টি বেলুন।   

6. 0°C উষ্ণতায় কােনাে গ্যাসকে উত্তপ্ত করলে গ্যাসের চাপ ও আয়তন উভয়ই দ্বিগুণ হয়। গ্যাসটির চূড়ান্ত উষ্ণতা কত ? 

উত্তর〉গ্যাসের প্রাথমিক উষ্ণতা (`T_1`) = 0 + 273 = 273  

গ্যাসের প্রাথমিক চাপ (`P_1`) = P ও প্রাথমিক আয়তন (`V_1`) = V হলে

গ্যাসের অন্তিম চাপ (`P_2`) = 2P এবং অন্তিম আয়তন (`V_2`) =  2V

গ্যাসের অন্তিম উষ্ণতা =`T_2` (ধরি)

চার্লস ও বয়েলের সমন্বয় সূত্র অনুযায়ী, `\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}`

বা, `P_1V_1T_2` = `P_2V_2T_1`

বা, `T_2=\frac{P_2V_2T_1}{P_1V_1}`

বা, `T_2=\frac{2P\times2V\times273}{P\times V}`

বা, `T_2` = 4`times`273 = 1092 K

ஃ গ্যাসটির চূড়ান্ত উষ্ণতা = (1092-273)°C = 819°C

7. 27°C তাপমাত্রায় ও 750 mm Hg চাপে কোনাে গ্যাসের আয়তন 1000 `cm^3`। কোন্ তাপমাত্রায় 700 mm Hg চাপে গ্যাসটির আয়তন 1400 `cm^3` হবে ?

উত্তর〉 গ্যাসের প্রাথমিক উষ্ণতা (`T_1`) = (27 + 273) K = 300K

প্রাথমিক চাপ (`P_1`) = 750 mm Hg

প্রাথমিক আয়তন (`V_1`) = 1000 `cm^3`

অন্তিম চাপ (`P_2`) = 700 mm Hg

অন্তিম আয়তন (`V_2`) = 1400 `cm^3`

অন্তিম উষ্ণতা =`T_2` (ধরি)

চার্লস ও বয়েলের সমন্বয় সূত্র অনুযায়ী, `\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}`

বা, `P_1V_1T_2` = `P_2V_2T_1`

বা, `T_2=\frac{P_2V_2T_1}{P_1V_1}`

বা, `T_2=\frac{700\times1400\times300}{750\times 1000}`

বা, `T_2` = 392 K

ஃ নির্ণেয় তাপমাত্রা = (392-273)°C = 119°C

8. আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে কোনাে গ্যাসের আণবিক গুরুত্ব কীভাবে নির্ণয় করবে ? 

উত্তর〉আমরা জানি, n মোল কোনো আদর্শ গ্যাসের অবস্থার সমীকরণটিকে হল, PV = nRT---(1) যেখানে, P = গ্যাসের চাপ, V = গ্যাসের আয়তন, T = গ্যাসের উষ্ণতা।

এখন গ্যাসের ভর = W g ও মোলার ভর = M g `mol^-1` হলে মোল সংখ্যা n = `\frac WM`

ஃ 1 নং সমীকরণ থেকে পাই------

                  PV = `\frac WM`RT

              বা PM = `\frac WV`RT

              বা PM = dRT   [∵ ঘনত্ব d = `\frac WV`]

              বা M = `\frac{dRT}P`

11. উদাহরণসহ গে-লুসাকের সূত্রটি বিবৃত করাে। 

উত্তর〉গে-লুসাকের সূত্রঃ একই চাপ উষ্ণতায় দুই বা ততোধিক গ্যাসীয় পদার্থের রাসায়নিক বিক্রিয়ায় বিক্রিয়ক গ্যাস গুলির আয়তন অনুপাতে থাকে বিক্রিয়ার ফলে উৎপন্ন পদার্থ গ্যাসীয় হয় তবে একই চাপ উষ্ণতায় উৎপন্ন গ্যাসের আয়তন বিক্রিয়ক গ্যাসের আয়তন এর সঙ্গে সরল অনুপাত থাকবে।

উদাহরণঃ বাস্তব পরীক্ষায় দেখা যায় একই চাপ উষ্ণতায় 1 আয়তন `N_2` তিন আয়তন `H_2` সঙ্গে বিক্রিয়া করে 2 আয়তন `NH_3` গ্যাস উৎপন্ন করে।

     `N_2`      +       3`H_2` 一一一一＞2 `NH_3`

1 আয়তন         3 আয়তন                    2 আয়তন 

এক্ষেত্রে `N_2`, `H_2` এবং `NH_3` এর অনুপাত হল 1: 3 : 2--- এটি একটি সরল অনুপাত।

12. গ্যাসের আয়তনের ওপর চাপের প্রভাব ব্যাখ্যা করাে।

উত্তর〉বয়েলের সূত্রানুসারে স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন ওই গ্যাসের  চাপের সঙ্গে ব্যস্তানুপাতে পরিবর্তিত হয়। অর্থাৎ ‌স্থির উষ্ণতায় নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের উপর চাপ বাড়ালে তার আয়তন কমে এবং চাপ কমলে তার আয়তন বাড়ে। তবে গ্যাসটির উষ্ণতা সংকট উষ্ণতা নিচে থাকলে চাপ খুব বাড়ালে গ্যাসকে তরলে পরিণত হয়।

13. আণবিক স্তরে একটি গ্যাসের আচরণ কোন্ তত্ত্বের ওপর নির্ভর করে ?

উত্তর〉আণবিক স্তরে গ্যাসের আচরণ গ্যাসের গতীয় তত্ত্বের উপর নির্ভর করে।

গ্যাসের  গতীয় তত্ত্বের স্বীকার্য গুলি হল-----

১) প্রত্যেকটি গ্যাস অসংখ্য অণু দিয়ে গঠিত। একই গ্যাসের অনুগুলি একই রকম।

২) গ্যাসের অনুগুলির নিরেট গোলাকার ও স্থিতিস্থাপক হয়।

৩) গ্যাসের অনুগুলির সর্বদা গতিশীল অবস্থায় থাকে। এই গতি অবিরাম অনিয়মিত বিশৃঙ্খলা এবং সম্পূর্ণ এলোমেলো।

8) গ্যাস অনুগুলির মোট আয়তন পাত্রের আয়তনের তুলনায় নগণ্য।

৫) গ্যাসের অনুগুলির মধ্যে আকর্ষণ বা বিকর্ষণ বল কাজ করে না।

৬) গ্যাসের অনুগুলির স্থিতিস্থাপক হওয়ার ফলে ধাক্কা সত্ত্বেও অনুগুলির মোট ভরবেগ ও গতিশক্তি কোন পরিবর্তন হয় না।

৭) গ্যাসের অনুগুলির কোন স্থিতিশক্তি নেই ।এদের সম্পূর্ণ শক্তি গতিশক্তি।

৮) গ্যাস অনুগুলির গড় গতিশক্তি গ্যাসের পরম উষ্ণতার সঙ্গে সমানুপাতিক হয়। 

14. সমীকরণসহ অ্যাভােগ্যাড্রো সূত্রটি লেখাে।

উত্তর〉অ্যাভোগাড্রো সূত্রঃএকই চাপ উষ্ণতায় সমআয়তনবিশিষ্ট সমস্ত গ্যাসই (মৌলিক বা যৌগিক) সমান সংখ্যক অণু থাকে।

                                                অথবা,

স্থির উষ্ণতা ও চাপে কোন গ্যাসের আয়তন গ্যাসটির মোল সংখ্যার সঙ্গে সমানুপাতিক।

ব্যাখ্যাঃস্থির চাপ ও উষ্ণতায় n মোল কোন গ্যাসের আয়তন V হলে অ্যাভোগাড্রো সূত্র অনুসারে,

  V ∝   n বা V = Kn, যেখানে K = ধ্রুবক। K-এর মান গ্যাসের চাপ ও উষ্ণতার উপর নির্ভর করে। 

15. গ্যাস সংক্রান্ত চার্লস সূত্রটি বিবৃত করাে এবং সূত্রটিকে লেখচিত্রের (V বনাম t) সাহায্যে প্রকাশ করাে।

উত্তর〉চার্লসের সূত্রঃ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের আয়তন প্রতি 1℃ উষ্ণতা বৃদ্ধি বা হ্রাসের জন্য 0℃ উষ্ণতায় ওই গ্যাসের যে আয়তন তার `\frac1{273}` অংশ বৃদ্ধি বা হ্রাস পায়।

ব্যাখ্যাঃ মনে করি স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের 0℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_0` এবং t℃ উষ্ণতায় আয়তন `V_t`, চার্লসের সূত্র অনুযায়ী---

 1℃ উষ্ণতা বৃদ্ধির জন্য আয়তন বৃদ্ধি = `\frac{V_0}{273}`

 t℃ উষ্ণতা বৃদ্ধির জন্য আয়তন বৃদ্ধি = `\frac{V_0t}{273}`

 ஃ t℃ উষ্ণতায় গ্যাসের আয়তন (`V_t`) = `V_0+\frac{V_0t}{273}`

                                   বা `V_t` = `V_0` `\left(1+\frac t{273}\right)`

এটি হলো চার্লসের সূত্রের গাণিতিক রূপ।

গ্যাসের উষ্ণতা t℃  কমলে যদি গ্যাসের আয়তন `V_-t` হয় তবে

                          `V_-t` = `V_0` `\left(1-\frac t{273}\right)`

⬜ V vs t (℃)  লেখচিত্র : স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের ক্ষেত্রে V vs t (℃) লেখচিত্র একটি সরলরেখা হবে।সরলরেখাটি পিছনের দিকে বাড়ালে সেটি উষ্ণতা অক্ষকে একটি বিন্দুতে ছেদ করে। ঐ বিন্দুতে উষ্ণতার মান -273℃ ।

16. স্থির চাপে আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক কাকে বলে? এর মান কত?

উত্তর〉স্থির চাপে আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কঃ স্থির চাপে নির্দিষ্ট ভরের কোন গ্যাসের উষ্ণতা 0°C সেলসিয়াস থেকে 1°C বাড়ালে প্রতি একক আয়তনে যে আয়তন প্রসারণ হয় তাকে আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্ক বলে।

⬜ গ্যাসের আয়তন প্রসারণ গুণাঙ্কের মান `\frac1{273}^\circC^{-1}`।

আপনাকে অসংখ্য ধন্যবাদ সময় করে আমাদের এই "প্রান্তিক প্রকাশণীর মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান ও পরিবেশ (লেখক - ভুঁইয়া ও সাহা) দ্বিতীয়  অধ্যায় গ্যাসের আচরণের অনুশীলনীর সমস্ত প্রশ্নের সমাধান" পােস্টটি পড়ার জন্য। এবার পশ্চিমবঙ্গ দশম শ্রেণীর ভৌত বিজ্ঞান পরীক্ষায় এই topic টি পরীক্ষার জন্য খুব ইম্পর্টেন্ট। এই ভাবেই PhysicsinBengali ওয়েবসাইটের পাশে থাকুন।

তোমাদের কোনো প্রশ্ন বা মতামত থাকলে তা তোমরা কমেন্ট বক্সে জানাতে পারো ।

Tags: দশম শ্রেণী, ভৌত বিজ্ঞান, গ্যাসের আচরণের, M.C.Q প্রশ্নোত্তর, দশম শ্রেণী ভৌত বিজ্ঞান গ্যাসের আচরণের, M.C.Q প্রশ্নোত্তর, WBBSE, class 10, physical science, concern about our environment, WBBSE Class 10 Physical Science Concern About Our Environment M.C.Q questions and answers, Madhyamik physical science suggestion 2022, class 10th physical science suggestion 2022, ভৌতবিজ্ঞান,মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান,মাধ্যমিক ভৌতবিজ্ঞান সাজেশন 2022, Behaviour of gases, secondary physics, environment,