WBCS Physics Practice Set : Thermodynamics

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) তাপমাত্রা (Temperature)

ব্যাখ্যা: শূন্যতম সূত্র অনুযায়ী, দুটি বস্তু যদি তৃতীয় কোনো বস্তুর সাথে তাপীয় সাম্যে থাকে, তবে প্রথম দুটি বস্তুও পরস্পরের সঙ্গে তাপীয় সাম্যে থাকবে। এই নীতিটিই তাপমাত্রার ধারণার ভিত্তি স্থাপন করে, যা তাপীয় সাম্য পরিমাপ করে।
Explanation: The Zeroth Law states that if two systems are each in thermal equilibrium with a third system, they are also in thermal equilibrium with each other. This principle establishes the basis for the concept of temperature, which measures thermal equilibrium.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শক্তি (Energy)

ব্যাখ্যা: তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রটি শক্তির নিত্যতা সূত্রের একটি বিশেষ রূপ। এটি বলে যে কোনো সিস্টেমকে প্রদত্ত তাপ (Q) তার অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন (ΔU) এবং সিস্টেম দ্বারা কৃত কার্যের (W) যোগফলের সমান (ΔU = Q – W)।
Explanation: The First Law of Thermodynamics is a specific form of the law of conservation of energy. It states that the heat (Q) supplied to a system is equal to the sum of the change in its internal energy (ΔU) and the work done (W) by the system (ΔU = Q – W).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (d) সিস্টেম ও পারিপার্শ্বিকের মধ্যে তাপের আদান-প্রদান (Heat exchange between the system and surroundings)

ব্যাখ্যা: রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া হলো এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে সিস্টেম এবং তার পারিপার্শ্বিকের মধ্যে কোনো তাপের আদান-প্রদান হয় না (ΔQ = 0)। এটি সাধারণত খুব দ্রুত ঘটে বা সিস্টেমটি তাপীয়ভাবে অন্তরীত (thermally insulated) থাকে।
Explanation: An adiabatic process is one where no heat is exchanged between the system and its surroundings (ΔQ = 0). This usually occurs very quickly or when the system is thermally insulated.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: একটি আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি শুধুমাত্র তার তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল। সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে, তাই অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না (ΔU = 0)।
Explanation: The internal energy of an ideal gas depends only on its temperature. In an isothermal process, the temperature remains constant, so there is no change in internal energy (ΔU = 0).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) উৎস এবং সিঙ্কের তাপমাত্রার উপর (The temperatures of the source and sink)

ব্যাখ্যা: কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতার সূত্র হলো η = 1 – (T₂/T₁), যেখানে T₁ হলো উষ্ণ উৎসের কেলভিন তাপমাত্রা এবং T₂ হলো শীতল সিঙ্কের কেলভিন তাপমাত্রা। সুতরাং, দক্ষতা শুধুমাত্র এই দুটি তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল।
Explanation: The formula for the efficiency of a Carnot engine is η = 1 – (T₂/T₁), where T₁ is the Kelvin temperature of the hot source and T₂ is the Kelvin temperature of the cold sink. Therefore, the efficiency depends only on these two temperatures.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) এনট্রপি (Entropy)

ব্যাখ্যা: তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রটি কোনো সিস্টেমের বিশৃঙ্খলার পরিমাপ বা এনট্রপির ধারণা দেয়। এটি বলে যে একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের মোট এনট্রপি সময়ের সাথে সাথে সর্বদা বৃদ্ধি পায় বা স্থির থাকে, কিন্তু কখনও কমে না।
Explanation: The Second Law of Thermodynamics introduces the concept of entropy, which is a measure of the disorder of a system. It states that the total entropy of an isolated system always increases over time or remains constant, but never decreases.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) গৃহীত তাপ / কৃত কার্য (Heat absorbed / Work done)

ব্যাখ্যা: একটি রেফ্রিজারেটরের কার্যকারিতা তার কার্যসম্পাদন গুণাঙ্ক (COP) দ্বারা পরিমাপ করা হয়। COP = Q₂ / W, যেখানে Q₂ হলো শীতল অংশ থেকে শোষিত তাপ এবং W হলো কম্প্রেসার দ্বারা কৃত কার্য।
Explanation: The effectiveness of a refrigerator is measured by its Coefficient of Performance (COP). COP = Q₂ / W, where Q₂ is the heat absorbed from the cold reservoir and W is the work done by the compressor.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি এবং বাহ্যিক কার্য উভয়ই করতে (Both to increase internal energy and to do external work)

ব্যাখ্যা: প্রথম সূত্র অনুযায়ী, ΔQ = ΔU + ΔW। সমচাপ প্রক্রিয়ায় চাপ স্থির থাকে কিন্তু আয়তন এবং তাপমাত্রা উভয়ই পরিবর্তিত হতে পারে। তাই প্রদত্ত তাপ (ΔQ) অভ্যন্তরীণ শক্তি (ΔU) বাড়াতে এবং আয়তন প্রসারণের মাধ্যমে বাহ্যিক কার্য (ΔW) করতে ব্যবহৃত হয়।
Explanation: According to the first law, ΔQ = ΔU + ΔW. In an isobaric process, the pressure is constant, but both volume and temperature can change. Therefore, the supplied heat (ΔQ) is used to increase internal energy (ΔU) and to do external work (ΔW) through volume expansion.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: কার্য (Work done) = চাপ × আয়তনের পরিবর্তন (PΔV)। সম-আয়তনিক প্রক্রিয়ায় গ্যাসের আয়তন স্থির থাকে, অর্থাৎ আয়তনের পরিবর্তন (ΔV) শূন্য হয়। সুতরাং, গ্যাস দ্বারা কৃত কার্যের পরিমাণও শূন্য হয় (W = 0)।
Explanation: Work done = Pressure × Change in volume (PΔV). In an isochoric process, the volume of the gas remains constant, meaning the change in volume (ΔV) is zero. Therefore, the work done by the gas is also zero (W = 0).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) একটিমাত্র তাপ উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করে সম্পূর্ণ তাপকে কার্যে রূপান্তরিত করে (Takes heat from a single reservoir and converts it completely into work)

ব্যাখ্যা: এটি তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের কেলভিন-প্ল্যাঙ্কের বিবৃতি। এর অর্থ হলো, 100% দক্ষতাসম্পন্ন কোনো তাপ ইঞ্জিন তৈরি করা অসম্ভব। তাপকে কার্যে রূপান্তরিত করতে হলে অবশ্যই কিছু পরিমাণ তাপ একটি শীতলতর স্থানে (সিঙ্ক) বর্জন করতে হবে।
Explanation: This is the Kelvin-Planck statement of the second law of thermodynamics. It means it is impossible to create a heat engine with 100% efficiency. To convert heat into work, some amount of heat must be rejected to a colder body (sink).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) Cₚ > Cᵥ

ব্যাখ্যা: স্থির চাপে (Cₚ) গ্যাসকে উত্তপ্ত করলে প্রদত্ত তাপ অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি এবং বাহ্যিক কার্য সম্পাদন উভয় কাজেই ব্যয় হয়। কিন্তু স্থির আয়তনে (Cᵥ) উত্তপ্ত করলে প্রদত্ত তাপ শুধুমাত্র অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধিতেই ব্যয় হয়, কারণ কোনো কার্য সম্পাদিত হয় না। তাই Cₚ সর্বদা Cᵥ-এর চেয়ে বড় হয়। এদের সম্পর্কটি হলো মেয়ারের সমীকরণ: Cₚ – Cᵥ = R।
Explanation: When a gas is heated at constant pressure (Cₚ), the supplied heat is used for both increasing internal energy and doing external work. But when heated at constant volume (Cᵥ), the heat is used only to increase the internal energy as no work is done. Thus, Cₚ is always greater than Cᵥ. Their relation is given by Mayer’s formula: Cₚ – Cᵥ = R.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় সূত্র অনুসারে, পরম শূন্য তাপমাত্রায় (0 K) একটি নিখুঁত কেলাসাকার কঠিন পদার্থের এনট্রপি শূন্য হয়। এর অর্থ হলো, এই তাপমাত্রায় সিস্টেমটি তার সর্বনিম্ন শক্তিস্তরে থাকে এবং সেখানে কোনো বিশৃঙ্খলা থাকে না।
Explanation: According to the Third Law of Thermodynamics, the entropy of a perfect crystalline solid at absolute zero temperature (0 K) is zero. This implies that at this temperature, the system is in its lowest energy state with no disorder.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) বিকিরণ (Radiation)

ব্যাখ্যা: বিকিরণ হলো তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চালন। এর জন্য কোনো মাধ্যমের প্রয়োজন হয় না। সূর্য থেকে পৃথিবীতে তাপ এই পদ্ধতিতেই আসে। পরিবহন এবং পরিচলনের জন্য জড় মাধ্যমের প্রয়োজন হয়।
Explanation: Radiation is the transfer of energy through electromagnetic waves. It does not require any medium. Heat from the sun reaches the Earth through this process. Conduction and convection require a material medium.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 1

ব্যাখ্যা: একটি আদর্শ কৃষ্ণবস্তু তার উপর আপতিত সমস্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিকিরণ শোষণ করে নেয়। তাই এর শোষণ ক্ষমতা বা সহগ (absorptivity) 1 হয়। এটি একটি আদর্শ বিকিরকও বটে।
Explanation: A perfect black body absorbs all wavelengths of incident radiation. Therefore, its absorptive power or absorptivity is 1. It is also a perfect emitter.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) E ∝ T⁴

ব্যাখ্যা: স্টিফান-বোল্টজম্যান সূত্র অনুসারে, একটি কৃষ্ণবস্তুর প্রতি একক ক্ষেত্রফল থেকে প্রতি সেকেন্ডে বিকিরিত মোট শক্তির পরিমাণ তার পরম তাপমাত্রার (T) চতুর্থ ঘাতের সমানুপাতিক। অর্থাৎ, E = σT⁴, যেখানে σ হলো স্টিফান-বোল্টজম্যান ধ্রুবক।
Explanation: According to the Stefan-Boltzmann law, the total energy radiated per unit surface area of a black body per second is directly proportional to the fourth power of its absolute temperature (T). That is, E = σT⁴, where σ is the Stefan-Boltzmann constant.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) পরম তাপমাত্রা (Absolute temperature)

ব্যাখ্যা: গ্যাসের গতীয় তত্ত্বের একটি মূল সিদ্ধান্ত হলো, গ্যাসের অণুগুলির গড় রৈখিক গতিশক্তি সরাসরি গ্যাসের পরম তাপমাত্রার (কেলভিন স্কেলে) সমানুপাতিক।
Explanation: A key conclusion of the kinetic theory of gases is that the average translational kinetic energy of gas molecules is directly proportional to the absolute temperature (in Kelvin) of the gas.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) পরিবহন, পরিচলন এবং বিকিরণ তিনটিই রোধ (Preventing all three: conduction, convection, and radiation)

ব্যাখ্যা: থার্মোফ্লাস্কের দুটি দেওয়ালের মধ্যবর্তী শূন্যস্থান পরিবহন ও পরিচলন রোধ করে। রুপোর প্রলেপযুক্ত চকচকে পৃষ্ঠ বিকিরণের মাধ্যমে তাপের আদান-প্রদান কমিয়ে দেয়। ছিপিটি বাষ্পীভবন এবং পরিচলন রোধ করে।
Explanation: The vacuum between the two walls of a thermos flask prevents conduction and convection. The silvered, shiny surfaces reduce heat transfer by radiation. The stopper prevents evaporation and convection.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) উচ্চ চাপে জলের স্ফুটনাঙ্ক বেড়ে যায় (The boiling point of water increases at high pressure)

ব্যাখ্যা: চাপ কুকারের ভিতরে বাষ্পের চাপ বৃদ্ধি পায়, যার ফলে জলের স্ফুটনাঙ্ক 100°C-এর চেয়ে বেশি (প্রায় 120°C) হয়ে যায়। এই উচ্চ তাপমাত্রায় খাবার দ্রুত সেদ্ধ হয়।
Explanation: Inside a pressure cooker, the pressure of the steam increases, which raises the boiling point of water above 100°C (to around 120°C). Food cooks much faster at this higher temperature.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) λₘ ∝ 1/T

ব্যাখ্যা: ভিনের সরণ সূত্র বলে যে একটি কৃষ্ণবস্তুর বিকিরণ বর্ণালীতে যে তরঙ্গদৈর্ঘ্যে সর্বাধিক শক্তি নির্গত হয়, তা বস্তুর পরম তাপমাত্রার ব্যস্তানুপাতিক। অর্থাৎ, λₘT = b (ধ্রুবক)।
Explanation: Wien’s Displacement Law states that the wavelength at which the maximum energy is emitted in the radiation spectrum of a black body is inversely proportional to the object’s absolute temperature. That is, λₘT = b (a constant).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) দ্বিতীয় সূত্র (Second Law)

ব্যাখ্যা: ক্লসিয়াসের বিবৃতিটি তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের একটি формулировка। এটি বলে যে, কোনো বাহ্যিক শক্তির সাহায্য ছাড়া স্বয়ংক্রিয়ভাবে কোনো যন্ত্রের পক্ষে শীতল বস্তু থেকে উষ্ণ বস্তুতে তাপ স্থানান্তর করা সম্ভব নয়। এটি রেফ্রিজারেটরের মূলনীতি ব্যাখ্যা করে।
Explanation: The Clausius statement is a formulation of the Second Law of Thermodynamics. It states that it is impossible for a self-acting machine, unaided by any external agency, to transfer heat from a colder body to a hotter body. This explains the principle of a refrigerator.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) রুদ্ধতাপীয় সূচক (Adiabatic index)

ব্যাখ্যা: γ = Cₚ/Cᵥ অনুপাতটিকে রুদ্ধতাপীয় সূচক বা আপেক্ষিক তাপের অনুপাত বলা হয়। এটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ার সমীকরণ (PV^γ = ধ্রুবক) এবং গ্যাসে শব্দের বেগ নির্ণয়ে ব্যবহৃত হয়।
Explanation: The ratio γ = Cₚ/Cᵥ is called the adiabatic index or the ratio of specific heats. It is used in the equation for an adiabatic process (PV^γ = constant) and in calculating the speed of sound in a gas.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: একটি প্রত্যাবর্তী বা পরাবর্তী প্রক্রিয়ায়, সিস্টেম এবং পারিপার্শ্বিক উভয়ের মোট এনট্রপির পরিবর্তন শূন্য হয়। সিস্টেমের এনট্রপি যা বৃদ্ধি পায়, পারিপার্শ্বিকের এনট্রপি ঠিক ততটাই হ্রাস পায় (এবং বিপরীতভাবে)।
Explanation: In a reversible process, the total change in entropy of the universe (system plus surroundings) is zero. The increase in entropy of the system is exactly balanced by the decrease in entropy of the surroundings (and vice-versa).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) এনথালপি স্থির থাকা (Constant enthalpy)

ব্যাখ্যা: জুল-থমসন প্রসারণ একটি আইসেনথালপিক (isenthalpic) প্রক্রিয়া, অর্থাৎ এই প্রক্রিয়ায় এনথালপি (H = U + PV) স্থির থাকে। একটি উচ্চচাপ অঞ্চল থেকে একটি সচ্ছিদ্র প্লাগের মাধ্যমে নিম্নচাপ অঞ্চলে গ্যাসকে চালনা করলে তার তাপমাত্রার পরিবর্তন ঘটে। গ্যাসকে তরলে পরিণত করতে এই প্রভাব ব্যবহার করা হয়।
Explanation: The Joule-Thomson expansion is an isenthalpic process, meaning the enthalpy (H = U + PV) remains constant. When a gas is forced from a high-pressure region to a low-pressure region through a porous plug, its temperature changes. This effect is used to liquefy gases.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 1.40 (7/5)

ব্যাখ্যা: একটি দ্বি-পারমাণবিক গ্যাসের স্বাধীনতার মাত্রা (degrees of freedom) হলো 5 (3টি রৈখিক এবং 2টি ঘূর্ণন)। Cᵥ = (f/2)R = (5/2)R এবং Cₚ = Cᵥ + R = (7/2)R। সুতরাং, γ = Cₚ/Cᵥ = (7/2)R / (5/2)R = 7/5 = 1.40।
Explanation: A diatomic gas has 5 degrees of freedom (3 translational and 2 rotational). Cᵥ = (f/2)R = (5/2)R and Cₚ = Cᵥ + R = (7/2)R. Therefore, γ = Cₚ/Cᵥ = (7/2)R / (5/2)R = 7/5 = 1.40.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) তাপমাত্রা সমান (Equal temperature)

ব্যাখ্যা: যখন দুটি বস্তু সংস্পর্শে থাকা সত্ত্বেও তাদের মধ্যে কোনো নিট তাপের আদান-প্রদান হয় না, তখন তারা তাপীয় সাম্যাবস্থায় আছে বলা হয়। এর অর্থ হলো, বস্তু দুটির তাপমাত্রা সমান।
Explanation: When two objects are in contact and there is no net flow of heat between them, they are said to be in thermal equilibrium. This implies that the temperatures of the two objects are equal.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) গৃহীত তাপটি লীনতাপ হিসেবে ব্যবহৃত হয় (The absorbed heat is used as latent heat)

ব্যাখ্যা: বরফ গলনের সময় যে তাপ গ্রহণ করে, তা অবস্থার পরিবর্তনে (কঠিন থেকে তরল) ব্যবহৃত হয়। এই তাপকে গলনের লীনতাপ বলা হয়। যতক্ষণ পর্যন্ত সমস্ত বরফ গলে জলে পরিণত না হয়, ততক্ষণ তাপমাত্রা 0°C-তে স্থির থাকে।
Explanation: During melting, the heat absorbed by the ice is used to change its state (from solid to liquid). This heat is called latent heat of fusion. The temperature remains constant at 0°C until all the ice has melted into water.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) সমোষ্ণ (Isothermal)

ব্যাখ্যা: সমোষ্ণ প্রক্রিয়া খুব ধীরে ধীরে সম্পন্ন করা হয় যাতে সিস্টেমটি পারিপার্শ্বিকের সাথে তাপ আদান-প্রদান করে তার তাপমাত্রা স্থির রাখার জন্য পর্যাপ্ত সময় পায়। অন্যদিকে, রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া খুব দ্রুত ঘটে।
Explanation: An isothermal process is carried out very slowly to allow the system enough time to exchange heat with the surroundings and maintain a constant temperature. In contrast, an adiabatic process occurs very quickly.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) বৃদ্ধি পায় (Increases)

ব্যাখ্যা: তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, প্রকৃতির সমস্ত স্বতঃস্ফূর্ত বা অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় মহাবিশ্বের (সিস্টেম + পারিপার্শ্বিক) মোট এনট্রপি সর্বদা বৃদ্ধি পায়। এটি বিশৃঙ্খলার দিকে প্রকৃতির স্বাভাবিক প্রবণতা নির্দেশ করে।
Explanation: According to the Second Law of Thermodynamics, for any spontaneous or irreversible process occurring in nature, the total entropy of the universe (system + surroundings) always increases. This indicates the natural tendency of nature towards disorder.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) কম খাড়া (less steep)

ব্যাখ্যা: P-V লেখচিত্রে, সমোষ্ণ রেখার নতি হলো -P/V এবং রুদ্ধতাপীয় রেখার নতি হলো -γ(P/V)। যেহেতু γ (রুদ্ধতাপীয় সূচক) সর্বদা 1-এর চেয়ে বড়, তাই রুদ্ধতাপীয় রেখার নতি সমোষ্ণ রেখার নতির চেয়ে γ গুণ বেশি খাড়া হয়।
Explanation: On a P-V diagram, the slope of an isotherm is -P/V, while the slope of an adiabat is -γ(P/V). Since γ (the adiabatic index) is always greater than 1, the slope of the adiabat is γ times steeper than the slope of the isotherm.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) 0 K

ব্যাখ্যা: ইঞ্জিনের দক্ষতা, η = 1 – (T₂/T₁)। দক্ষতা 100% বা 1 হতে হলে, T₂/T₁ = 0 হতে হবে। এর জন্য T₂ (সিঙ্কের তাপমাত্রা) অবশ্যই 0 কেলভিন (পরম শূন্য) হতে হবে, যা বাস্তবে অসম্ভব। এটি তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় সূত্রের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ।
Explanation: The efficiency of an engine is η = 1 – (T₂/T₁). For the efficiency to be 100% or 1, the term T₂/T₁ must be 0. This requires T₂ (the sink temperature) to be 0 Kelvin (absolute zero), which is practically unattainable. This is consistent with the Third Law of Thermodynamics.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) শূন্যতম সূত্র (Zeroth Law)

ব্যাখ্যা: যদিও তাপের প্রবাহ দ্বিতীয় সূত্রের একটি অংশ, কিন্তু তাপমাত্রার পার্থক্যই যে তাপ প্রবাহের কারণ, এই মৌলিক ধারণাটি তাপমাত্রার সংজ্ঞার উপর নির্ভরশীল। তাপমাত্রার ধারণাটি শূন্যতম সূত্র থেকে আসে। শূন্যতম সূত্র তাপীয় সাম্য এবং তাপ প্রবাহের দিক নির্ধারণের ভিত্তি স্থাপন করে।
Explanation: Although heat flow is part of the second law, the fundamental idea that a temperature difference causes heat flow depends on the definition of temperature, which comes from the Zeroth Law. The Zeroth Law establishes the basis for thermal equilibrium and the direction of heat flow.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) ঘনত্বের পার্থক্য (Difference in density)

ব্যাখ্যা: তরলকে উত্তপ্ত করলে নীচের স্তরের তরল হালকা হয়ে উপরে উঠে যায় এবং উপরের ভারী ও শীতল তরল নীচে নেমে আসে। তাপমাত্রার পার্থক্যের কারণে সৃষ্ট এই ঘনত্বের পার্থক্যই পরিচলন স্রোতের জন্ম দেয়।
Explanation: When a fluid is heated, the lower layer becomes less dense and rises, while the cooler, denser fluid from the top sinks. This difference in density, caused by temperature variation, creates convection currents.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) H = U + PV

ব্যাখ্যা: এনথালপি (H) একটি তাপগতীয় বিভব, যা একটি সিস্টেমের মোট শক্তিকে বোঝায়। এটি সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি (U) এবং চাপ (P) ও আয়তনের (V) গুণফলের যোগফলের সমান। স্থির চাপে কোনো প্রক্রিয়ায় তাপের পরিবর্তন এনথালপির পরিবর্তনের সমান হয়।
Explanation: Enthalpy (H) is a thermodynamic potential that represents the total energy of a system. It is the sum of the system’s internal energy (U) and the product of its pressure (P) and volume (V). The change in enthalpy is equal to the heat exchanged in a process at constant pressure.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: মুক্ত প্রসারণ হলো শূন্যস্থানে (vacuum) একটি গ্যাসের প্রসারণ। যেহেতু কোনো বাহ্যিক চাপের বিরুদ্ধে গ্যাসকে কার্য করতে হয় না (P_ext = 0), তাই কৃত কার্যের পরিমাণ শূন্য হয় (W = P_ext * ΔV = 0)।
Explanation: Free expansion is the expansion of a gas into a vacuum. Since the gas does not have to do work against any external pressure (P_ext = 0), the work done is zero (W = P_ext * ΔV = 0).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) মেঘ পৃথিবী থেকে বিকিরিত তাপকে মহাশূন্যে যেতে বাধা দেয় (Clouds prevent the heat radiated from the Earth from escaping into space)

ব্যাখ্যা: দিনের বেলায় পৃথিবী যে তাপ শোষণ করে, রাতে তা বিকিরণ করে শীতল হয়। মেঘাচ্ছন্ন রাতে মেঘ একটি আবরণের মতো কাজ করে এবং এই বিকিরিত তাপকে পুনরায় পৃথিবীতে প্রতিফলিত করে। ফলে ভূপৃষ্ঠ ও সংলগ্ন বায়ুমণ্ডল উষ্ণ থাকে।
Explanation: During the day, the Earth absorbs heat, and at night, it cools down by radiating this heat. On a cloudy night, clouds act like a blanket, reflecting this radiated heat back to the Earth. This keeps the ground and the surrounding atmosphere warmer.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) তাপমাত্রা হ্রাস পায় (Temperature decreases)

ব্যাখ্যা: রুদ্ধতাপীয় প্রসারণে, সিস্টেমটি বাহ্যিক কার্য করে (W > 0) কিন্তু পারিপার্শ্বিক থেকে কোনো তাপ গ্রহণ করে না (Q = 0)। প্রথম সূত্র (ΔU = Q – W) অনুযায়ী, ΔU = -W। যেহেতু কার্য ধনাত্মক, অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন (ΔU) ঋণাত্মক হবে, যার ফলে গ্যাসের তাপমাত্রা হ্রাস পায়। একে রুদ্ধতাপীয় শীতলীকরণ বলা হয়।
Explanation: In an adiabatic expansion, the system does external work (W > 0) but takes no heat from the surroundings (Q = 0). According to the first law (ΔU = Q – W), ΔU = -W. Since work is positive, the change in internal energy (ΔU) will be negative, which results in a decrease in the gas’s temperature. This is called adiabatic cooling.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) দ্বিতীয় সূত্র (Second Law)

ব্যাখ্যা: দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, মহাবিশ্বের এনট্রপি ক্রমাগত বাড়ছে। ‘তাপ মৃত্যু’ একটি তত্ত্বীয় অবস্থা যেখানে মহাবিশ্বের এনট্রপি সর্বোচ্চ মানে পৌঁছাবে। তখন সমস্ত শক্তি তাপীয় শক্তিতে রূপান্তরিত হবে এবং মহাবিশ্বের সর্বত্র তাপমাত্রা সমান হয়ে যাবে। ফলে কোনো কার্য সম্পাদন করা সম্ভব হবে না।
Explanation: According to the Second Law, the entropy of the universe is constantly increasing. ‘Heat Death’ is a theoretical state where the universe reaches maximum entropy. All energy would be converted to thermal energy, and the temperature would be uniform throughout the universe, making it impossible to perform any work.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (d) বস্তু দুটির ভরের উপর (The mass of the bodies)

ব্যাখ্যা: তাপ পরিবহনের হার ফুরিয়ারের সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়: dQ/dt = -kA(dT/dx)। এই হার তাপ পরিবাহিতা (k), ক্ষেত্রফল (A), এবং তাপমাত্রার নতি (dT/dx) বা পার্থক্যের উপর নির্ভর করে, কিন্তু সরাসরি ভরের উপর নির্ভর করে না।
Explanation: The rate of heat conduction is governed by Fourier’s law: dQ/dt = -kA(dT/dx). This rate depends on the thermal conductivity (k), the area (A), and the temperature gradient (dT/dx) or difference, but not directly on the mass of the bodies.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায় (Temperature increases)

ব্যাখ্যা: রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে, গ্যাসের উপর কার্য করা হয় (W < 0) এবং কোনো তাপ বর্জিত হয় না (Q = 0)। প্রথম সূত্র (ΔU = Q - W) অনুযায়ী, ΔU = -(-W) = W। যেহেতু গ্যাসের উপর কার্য করা হয়েছে, অভ্যন্তরীণ শক্তি (ΔU) বৃদ্ধি পায়, যার ফলে গ্যাসের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। ডিজেল ইঞ্জিনে এই নীতি ব্যবহৃত হয়।
Explanation: In adiabatic compression, work is done on the gas (W < 0) and no heat is rejected (Q = 0). According to the first law (ΔU = Q - W), ΔU = -(-W) = W. Since work is done on the gas, the internal energy (ΔU) increases, which results in an increase in the gas's temperature. This principle is used in diesel engines.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (d) চারটি (Four)

ব্যাখ্যা: কার্নো চক্র চারটি পরাবর্তী (reversible) প্রক্রিয়া নিয়ে গঠিত: 1. সমোষ্ণ প্রসারণ (Isothermal expansion) 2. রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ (Adiabatic expansion) 3. সমোষ্ণ সংকোচন (Isothermal compression) 4. রুদ্ধতাপীয় সংকোচন (Adiabatic compression)
Explanation: A Carnot cycle consists of four reversible processes: 1. Isothermal expansion 2. Adiabatic expansion 3. Isothermal compression 4. Adiabatic compression

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) স্কেলার রাশি (Scalar quantity)

ব্যাখ্যা: তাপ প্রবাহ বা তাপ স্রোত (Heat Current) হলো প্রতি একক সময়ে প্রবাহিত তাপের পরিমাণ (dQ/dt)। যদিও তাপ একটি নির্দিষ্ট দিকে প্রবাহিত হয়, তাপ প্রবাহকে একটি স্কেলার রাশি হিসেবেই গণ্য করা হয়, কারণ এটি ভেক্টরের যোগসূত্র মেনে চলে না। এটিকে প্রায়শই একটি হারের (rate) পরিমাণ হিসেবে দেখা হয়।
Explanation: Heat current is the amount of heat flowing per unit time (dQ/dt). Although heat flows in a specific direction, heat current is treated as a scalar quantity because it does not obey vector addition laws. It is often considered a rate quantity.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) P(V₂ – V₁)

ব্যাখ্যা: কৃত কার্যের সাধারণ সূত্র হলো W = ∫P dV। সমচাপ প্রক্রিয়ায় চাপ (P) স্থির থাকে, তাই ইন্টিগ্রেশনের বাইরে চলে আসে। সুতরাং, W = P ∫dV = P(V₂ – V₁)।
Explanation: The general formula for work done is W = ∫P dV. In an isobaric process, the pressure (P) is constant, so it can be taken out of the integral. Thus, W = P ∫dV = P(V₂ – V₁).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) তাপগতিবিদ্যার শূন্যতম সূত্র (Zeroth Law of Thermodynamics)

ব্যাখ্যা: একটি থার্মোমিটারকে যখন কোনো বস্তুর সংস্পর্শে আনা হয়, তখন তারা তাপীয় সাম্যাবস্থায় পৌঁছায়। থার্মোমিটারটি তখন নিজের তাপমাত্রার একটি পাঠ দেয়, যা বস্তুটির তাপমাত্রার সমান। এই সাম্যাবস্থার ধারণাটিই শূন্যতম সূত্র থেকে আসে।
Explanation: When a thermometer is brought into contact with an object, they reach thermal equilibrium. The thermometer then gives a reading of its own temperature, which is equal to the temperature of the object. This concept of equilibrium comes from the Zeroth Law.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) সাদা রঙ তাপের মন্দ শোষক ও ভালো প্রতিফলক (White color is a poor absorber and a good reflector of heat)

ব্যাখ্যা: সাদা বা হালকা রঙের বস্তু সূর্যালোকের বেশিরভাগ অংশ প্রতিফলিত করে এবং খুব কম অংশ শোষণ করে। ফলে পোশাক কম গরম হয় এবং শরীর ঠান্ডা থাকে। অন্যদিকে, কালো বা গাঢ় রঙের বস্তু বেশি তাপ শোষণ করে।
Explanation: White or light-colored objects reflect most of the sunlight and absorb very little. As a result, the clothes heat up less, keeping the body cool. In contrast, black or dark-colored objects absorb more heat.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 40%

ব্যাখ্যা: সর্বোচ্চ সম্ভাব্য দক্ষতা কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতা দ্বারা দেওয়া হয়। η = 1 – (T_sink / T_source) = 1 – (300 K / 500 K) = 1 – 0.6 = 0.4। শতাংশে প্রকাশ করলে, 0.4 × 100 = 40%।
Explanation: The maximum possible efficiency is given by the Carnot efficiency. η = 1 – (T_sink / T_source) = 1 – (300 K / 500 K) = 1 – 0.6 = 0.4. In percentage, 0.4 × 100 = 40%.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) অর্ধেক হবে (half)

ব্যাখ্যা: এটি বয়েলের সূত্র (Boyle’s Law) অনুসরণ করে, যা একটি সমোষ্ণ প্রক্রিয়ার উদাহরণ। বয়েলের সূত্র অনুযায়ী, স্থির তাপমাত্রায় গ্যাসের চাপ তার আয়তনের ব্যস্তানুপাতিক (P ∝ 1/V)। সুতরাং, চাপ দ্বিগুণ হলে আয়তন অর্ধেক হবে।
Explanation: This follows Boyle’s Law, which is an example of an isothermal process. According to Boyle’s Law, at a constant temperature, the pressure of a gas is inversely proportional to its volume (P ∝ 1/V). Therefore, if the pressure is doubled, the volume will be halved.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) পদার্থের সমস্ত অণুর গতি স্তব্ধ হয়ে যায় (The motion of all molecules of a substance ceases)

ব্যাখ্যা: পরম শূন্য তাপমাত্রা (0 K বা -273.15 °C) হলো সর্বনিম্ন সম্ভাব্য তাপমাত্রা। গ্যাসের গতীয় তত্ত্ব অনুযায়ী, এই তাপমাত্রায় পদার্থের অণুগুলির গড় গতিশক্তি শূন্য হয়ে যায়, অর্থাৎ তাদের তাপীয় গতি সম্পূর্ণভাবে বন্ধ হয়ে যায়।
Explanation: Absolute zero (0 K or -273.15 °C) is the lowest possible temperature. According to the kinetic theory of gases, at this temperature, the average kinetic energy of molecules becomes zero, meaning their thermal motion completely stops.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) তাপগ্রাহিতা ভরের উপর নির্ভরশীল, আপেক্ষিক তাপ নয় (Heat capacity depends on mass, specific heat does not)

ব্যাখ্যা: তাপগ্রাহিতা হলো কোনো বস্তুর তাপমাত্রা 1 ডিগ্রি বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপের পরিমাণ এবং এটি বস্তুর ভরের উপর নির্ভর করে। আপেক্ষিক তাপ হলো একক ভরের কোনো বস্তুর তাপমাত্রা 1 ডিগ্রি বাড়াতে প্রয়োজনীয় তাপ এবং এটি একটি উপাদানের ধর্ম, ভরের উপর নির্ভরশীল নয়। সম্পর্ক: তাপগ্রাহিতা = ভর × আপেক্ষিক তাপ।
Explanation: Heat capacity is the amount of heat needed to raise the temperature of an object by 1 degree, and it depends on the mass of the object. Specific heat is the heat required to raise the temperature of a unit mass of a substance by 1 degree, and it’s a property of the material, independent of mass. Relation: Heat Capacity = Mass × Specific Heat.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) গ্যাসের চাপ (Pressure of the gas)

ব্যাখ্যা: গড় মুক্ত পথ হলো একটি অণু দুটি последовательные সংঘর্ষের মধ্যে যে গড় দূরত্ব অতিক্রম করে। গ্যাসের চাপ বাড়লে (বা ঘনত্ব বাড়লে) অণুগুলি কাছাকাছি চলে আসে, ফলে তাদের মধ্যে সংঘর্ষের হার বেড়ে যায় এবং গড় মুক্ত পথ কমে যায়।
Explanation: The mean free path is the average distance a molecule travels between two successive collisions. As the pressure (or density) of the gas increases, the molecules get closer, leading to more frequent collisions and a shorter mean free path.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) নিম্ন চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা (Low pressure and high temperature)

ব্যাখ্যা: নিম্ন চাপে গ্যাসের অণুগুলি অনেক দূরে দূরে থাকে, ফলে তাদের মধ্যেকার আকর্ষণ বল এবং তাদের নিজস্ব আয়তন নগণ্য হয়ে যায়। উচ্চ তাপমাত্রায় অণুগুলির গতিশক্তি অনেক বেশি হওয়ায় আকর্ষণ বলের প্রভাব আরও কমে যায়। এই দুটি শর্তই আদর্শ গ্যাসের ধারণার সাথে মেলে।
Explanation: At low pressure, gas molecules are far apart, so the intermolecular forces and their own volume become negligible. At high temperature, the kinetic energy of the molecules is very high, further reducing the effect of attractive forces. These two conditions match the assumptions of an ideal gas.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) জুল/কেলভিন (Joule/Kelvin)

ব্যাখ্যা: এনট্রপির পরিবর্তন (ΔS) সংজ্ঞায়িত হয় ΔS = ΔQ/T হিসাবে, যেখানে ΔQ হলো reversibly যোগ করা তাপ এবং T হলো পরম তাপমাত্রা। সুতরাং, এর SI একক হলো শক্তি (জুল) প্রতি তাপমাত্রা (কেলভিন), অর্থাৎ J/K।
Explanation: The change in entropy (ΔS) is defined as ΔS = ΔQ/T, where ΔQ is the heat added reversibly and T is the absolute temperature. Therefore, its SI unit is energy (Joule) per temperature (Kelvin), i.e., J/K.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ (Adiabatic expansion)

ব্যাখ্যা: টায়ার ফাটার প্রক্রিয়াটি খুব দ্রুত ঘটে, তাই সিস্টেম (টায়ারের ভিতরের বাতাস) পারিপার্শ্বিকের সাথে তাপ আদান-প্রদানের সময় পায় না (ΔQ ≈ 0)। বাতাস দ্রুত প্রসারিত হয়ে বাহ্যিক বায়ুমণ্ডলের বিরুদ্ধে কার্য করে। এই কার্যটি তার অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবহার করে সম্পন্ন হয়, ফলে বাতাস ঠান্ডা হয়ে যায়।
Explanation: The bursting of a tire happens so quickly that the system (air inside the tire) does not have time to exchange heat with the surroundings (ΔQ ≈ 0). The air expands rapidly, doing work against the external atmosphere. This work is done at the expense of its internal energy, causing the air to cool down.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) তাপ ইঞ্জিন (Heat engine)

ব্যাখ্যা: একটি তাপ ইঞ্জিন উচ্চ তাপমাত্রা থেকে তাপ নিয়ে তাকে কার্যে রূপান্তরিত করে এবং নিম্ন তাপমাত্রায় কিছু তাপ বর্জন করে। একটি তাপ পাম্প (বা রেফ্রিজারেটর) ঠিক তার বিপরীত কাজ করে: এটি বাহ্যিক কার্য ব্যবহার করে নিম্ন তাপমাত্রা থেকে তাপ শোষণ করে এবং উচ্চ তাপমাত্রার স্থানে বর্জন করে।
Explanation: A heat engine takes heat from a high temperature, converts some of it into work, and rejects the rest at a lower temperature. A heat pump (or a refrigerator) does the exact opposite: it uses external work to absorb heat from a low-temperature region and rejects it to a high-temperature region.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) কারশফের বিকিরণ সূত্র (Kirchhoff’s Law of Radiation)

ব্যাখ্যা: কারশফের বিকিরণ সূত্র অনুযায়ী, নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় এবং নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কোনো বস্তুর বিকিরণ ক্ষমতা (emissivity) এবং শোষণ ক্ষমতার (absorptivity) অনুপাত ধ্রুবক এবং এটি ওই তাপমাত্রায় একটি আদর্শ কৃষ্ণবস্তুর বিকিরণ ক্ষমতার সমান। এর সহজ অর্থ হলো, যে বস্তু যত ভালো তাপ শোষণ করে, সে তত ভালো তাপ বিকিরণও করে।
Explanation: According to Kirchhoff’s Law of Radiation, for a body at a given temperature and wavelength, the ratio of its emissive power to its absorptive power is constant and equal to the emissive power of a perfect black body at that temperature. In simple terms, this means that a good absorber of heat is also a good emitter of heat.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) একটি অণুর অবস্থান ও দিক নির্দেশ করতে প্রয়োজনীয় স্বাধীন স্থানাঙ্কের সংখ্যা (The number of independent coordinates required to specify the position and configuration of a molecule)

ব্যাখ্যা: স্বাধীনতার মাত্রা হলো একটি সিস্টেমের শক্তি সঞ্চয় করার স্বাধীন উপায়গুলির সংখ্যা। একটি গ্যাস অণুর জন্য, এটি তার রৈখিক গতি (translational), ঘূর্ণন গতি (rotational), এবং কম্পন গতির (vibrational) সাথে সম্পর্কিত। যেমন, এক-পারমাণবিক গ্যাসের 3টি, দ্বি-পারমাণবিক গ্যাসের 5টি (সাধারণ তাপমাত্রায়) স্বাধীনতার মাত্রা থাকে।
Explanation: Degrees of freedom represent the number of independent ways a system can store energy. For a gas molecule, this relates to its translational, rotational, and vibrational motions. For example, a monatomic gas has 3, and a diatomic gas has 5 (at normal temperatures) degrees of freedom.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) কেলভিন (K)

ব্যাখ্যা: আন্তর্জাতিক একক পদ্ধতি বা SI পদ্ধতিতে তাপমাত্রার মূল একক হলো কেলভিন (K)। এটি একটি পরম তাপমাত্রা স্কেল, যার শূন্য বিন্দু হলো পরম শূন্য (0 K)। সেলসিয়াস এবং ফারেনহাইট স্কেলগুলি আপেক্ষিক।
Explanation: The base unit of temperature in the International System of Units (SI) is the Kelvin (K). It is an absolute temperature scale, where the zero point is absolute zero (0 K). The Celsius and Fahrenheit scales are relative.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) (1/2)kT

ব্যাখ্যা: শক্তির সমবিভাজন নীতি বলে যে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকা কোনো সিস্টেমের মোট শক্তি তার সমস্ত স্বাধীনতার মাত্রার মধ্যে সমানভাবে বণ্টিত হয় এবং প্রতিটি স্বাধীনতার মাত্রার জন্য গড় শক্তি হয় (1/2)kT, যেখানে k হলো বোল্টজম্যান ধ্রুবক এবং T হলো পরম তাপমাত্রা।
Explanation: The law of equipartition of energy states that for a system in thermal equilibrium, the total energy is shared equally among all its degrees of freedom, and the average energy per degree of freedom is (1/2)kT, where k is the Boltzmann constant and T is the absolute temperature.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) অবস্থা (State)

ব্যাখ্যা: অভ্যন্তরীণ শক্তি একটি অবস্থা অপেক্ষক (state function)। এর অর্থ হলো, এর মান শুধুমাত্র সিস্টেমের বর্তমান অবস্থার (যেমন তাপমাত্রা, চাপ, আয়তন) উপর নির্ভর করে, সিস্টেমটি কীভাবে সেই অবস্থায় পৌঁছেছে (পথ) তার উপর নয়।
Explanation: Internal energy is a state function. This means its value depends only on the current state of the system (e.g., temperature, pressure, volume) and not on the path taken to reach that state.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 60 J

ব্যাখ্যা: তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুযায়ী, ΔU = Q – W। এখানে, সিস্টেম তাপ শোষণ করেছে, তাই Q = +100 J। সিস্টেম কার্য সম্পাদন করেছে, তাই W = +40 J। সুতরাং, ΔU = 100 J – 40 J = 60 J। অভ্যন্তরীণ শক্তি 60 J বৃদ্ধি পেয়েছে।
Explanation: According to the first law of thermodynamics, ΔU = Q – W. Here, the system absorbs heat, so Q = +100 J. The system performs work, so W = +40 J. Therefore, ΔU = 100 J – 40 J = 60 J. The internal energy has increased by 60 J.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রা ও চাপে জল তার তিনটি অবস্থায় (কঠিন, তরল, গ্যাসীয়) সহাবস্থান করে (The specific temperature and pressure where water coexists in its three states: solid, liquid, and gas)

ব্যাখ্যা: জলের ত্রৈধ বিন্দু হলো একটি অনন্য বিন্দু, যা নির্দিষ্ট তাপমাত্রা (273.16 K বা 0.01 °C) এবং চাপ (611.657 Pa) দ্বারা সংজ্ঞায়িত। এই বিন্দুতে বরফ, জল এবং জলীয় বাষ্প তাপীয় সাম্যাবস্থায় একসঙ্গে থাকতে পারে। এটি তাপমাত্রা স্কেল সংজ্ঞায়িত করার জন্য একটি মৌলিক স্থিরবিন্দু।
Explanation: The triple point of water is a unique point defined by a specific temperature (273.16 K or 0.01 °C) and pressure (611.657 Pa). At this point, ice, water, and water vapor can coexist in thermal equilibrium. It is a fundamental fixed point for defining temperature scales.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) সমচাপ (Isobaric)

ব্যাখ্যা: ‘Iso’ অর্থ ‘সমান’ এবং ‘baric’ চাপ সম্পর্কিত। সুতরাং, সমচাপ (Isobaric) প্রক্রিয়া হলো এমন একটি তাপগতীয় প্রক্রিয়া যেখানে সিস্টেমের চাপ স্থির থাকে (ΔP = 0)।
Explanation: ‘Iso’ means ‘equal’ and ‘baric’ relates to pressure. Thus, an isobaric process is a thermodynamic process in which the pressure of the system remains constant (ΔP = 0).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) আলোর বেগের সমান (Equal to the speed of light)

ব্যাখ্যা: তাপীয় বিকিরণ হলো তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গ, যা অবলোহিত (infrared) বিকিরণ রূপে সঞ্চালিত হয়। সমস্ত তাড়িতচৌম্বকীয় তরঙ্গের মতো, এটিও শূন্যস্থানে আলোর বেগে (প্রায় 3 × 10⁸ m/s) ভ্রমণ করে।
Explanation: Thermal radiation is a form of electromagnetic waves, transmitted as infrared radiation. Like all electromagnetic waves, it travels at the speed of light (approximately 3 × 10⁸ m/s) in a vacuum.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) 4.2 J

ব্যাখ্যা: তাপ ও কার্যের মধ্যে তুল্যতা জুলের সূত্র দ্বারা প্রতিষ্ঠিত। এক ক্যালোরি (1 cal) তাপকে সম্পূর্ণরূপে কার্যে রূপান্তরিত করলে প্রায় 4.186 জুল (সাধারণত 4.2 জুল ধরা হয়) কার্য পাওয়া যায়। এই ধ্রুবককে যান্ত্রিক তুল্যাঙ্ক (Mechanical Equivalent of Heat) বলে।
Explanation: The equivalence between heat and work is established by Joule’s law. One calorie (1 cal) of heat, when completely converted to work, yields approximately 4.186 joules (commonly taken as 4.2 joules). This constant is called the Mechanical Equivalent of Heat.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) যে তাপমাত্রার উপরে কোনো গ্যাসকে শুধুমাত্র চাপ প্রয়োগ করে তরলে পরিণত করা যায় না (The temperature above which a gas cannot be liquefied by applying pressure alone)

ব্যাখ্যা: প্রতিটি গ্যাসের একটি নির্দিষ্ট সংকট তাপমাত্রা থাকে। যদি গ্যাসের তাপমাত্রা এর চেয়ে বেশি হয়, তবে যতই চাপ প্রয়োগ করা হোক না কেন, তাকে আর তরলে পরিণত করা সম্ভব নয়।
Explanation: Every gas has a specific critical temperature. If the temperature of the gas is above this value, it cannot be liquefied, no matter how much pressure is applied.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) অণুগুলির পাত্রের দেওয়ালে সংঘর্ষ (Collisions of the molecules with the walls of the container)

ব্যাখ্যা: গ্যাসের গতীয় তত্ত্ব অনুযায়ী, একটি পাত্রে রাখা গ্যাসের অণুগুলি প্রতিনিয়ত ইতস্তত গতিশীল থাকে এবং পাত্রের দেওয়ালে ধাক্কা খায়। এই সংঘর্ষগুলির ফলে অণুগুলি দেওয়ালের উপর একটি বল প্রয়োগ করে। প্রতি একক ক্ষেত্রফলে এই মোট বলই হলো গ্যাসের চাপ।
Explanation: According to the kinetic theory of gases, molecules in a container are in constant random motion and collide with the container’s walls. These collisions exert a force on the walls. The total force per unit area is the pressure of the gas.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) PV^γ = ধ্রুবক (constant)

ব্যাখ্যা: একটি রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায়, যেখানে কোনো তাপের আদান-প্রদান হয় না, চাপ (P) এবং আয়তন (V) সম্পর্কটি PV^γ = ধ্রুবক দ্বারা প্রকাশিত হয়। এখানে γ হলো আপেক্ষিক তাপের অনুপাত (Cₚ/Cᵥ)।
Explanation: In an adiabatic process, where no heat is exchanged, the relationship between pressure (P) and volume (V) is given by PV^γ = constant, where γ is the ratio of specific heats (Cₚ/Cᵥ).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) তাপ ইঞ্জিন (Heat engine)

ব্যাখ্যা: তাপ ইঞ্জিনের কাজ হলো তাপ শক্তি গ্রহণ করে তার কিছু অংশকে যান্ত্রিক কার্যে রূপান্তরিত করা। উদাহরণস্বরূপ, গাড়ির ইঞ্জিন বা বাষ্পীয় ইঞ্জিন।
Explanation: The function of a heat engine is to take heat energy and convert a part of it into mechanical work. Examples include car engines or steam engines.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) অপরিবর্তিত থাকে (Remains unchanged)

ব্যাখ্যা: একটি আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি শুধুমাত্র তার তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল। যেহেতু সমোষ্ণ (isothermal) প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা স্থির থাকে, তাই সংকোচনের সময় গ্যাসের উপর কার্য করা সত্ত্বেও তার অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না। কৃত কার্যের সমান তাপ সিস্টেম থেকে বর্জিত হয়।
Explanation: The internal energy of an ideal gas depends only on its temperature. Since the temperature is constant in an isothermal process, its internal energy remains unchanged, even though work is done on the gas during compression. An amount of heat equal to the work done is rejected by the system.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) মাটির পাত্রে থাকা ছিদ্র দিয়ে জল বাষ্পীভূত হয় (Water evaporates through the pores in the earthen pot)

ব্যাখ্যা: মাটির পাত্রের গায়ে অসংখ্য সূক্ষ্ম ছিদ্র থাকে, যা দিয়ে অল্প পরিমাণে জল চুঁইয়ে বাইরে আসে এবং বাষ্পীভূত হয়। বাষ্পীভবনের জন্য প্রয়োজনীয় লীনতাপ জল পাত্রের ভিতরের জল এবং পাত্র থেকে সংগ্রহ করে। এর ফলে ভিতরের জল ঠান্ডা হয়ে যায়।
Explanation: An earthen pot has numerous fine pores through which a small amount of water seeps out and evaporates. The latent heat required for this evaporation is taken from the water inside the pot and from the pot itself. As a result, the water inside becomes cool.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) দ্বিতীয় সূত্র (Second Law – Kelvin-Planck statement)

ব্যাখ্যা: এটি তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় সূত্রের কেলভিন-প্ল্যাঙ্ক বিবৃতি। এর অর্থ হলো 100% দক্ষতাসম্পন্ন তাপ ইঞ্জিন তৈরি করা অসম্ভব। তাপকে কার্যে রূপান্তরিত করার জন্য সর্বদা একটি শীতল তাপ গ্রাহকের (sink) প্রয়োজন হয়, যেখানে কিছু পরিমাণ তাপ বর্জন করতে হয়।
Explanation: This is the Kelvin-Planck statement of the Second Law of Thermodynamics. It means that it is impossible to construct a heat engine with 100% efficiency. To convert heat into work, a colder reservoir (sink) is always needed to which some heat must be rejected.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 150 J

ব্যাখ্যা: প্রথম সূত্র থেকে, ΔU = Q – W। এখানে তাপ সরবরাহ করা হয়েছে, তাই Q = +200 J। সিস্টেম কার্য করেছে, তাই W = +50 J। অতএব, ΔU = 200 J – 50 J = 150 J।
Explanation: From the first law, ΔU = Q – W. Here, heat is supplied, so Q = +200 J. The system does work, so W = +50 J. Therefore, ΔU = 200 J – 50 J = 150 J.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) তাপমাত্রার পার্থক্য খুব কম (The temperature difference is very small)

ব্যাখ্যা: নিউটনের শীতলীকরণ সূত্রটি একটি আনুমানিক সূত্র। এটি বলে যে, কোনো বস্তু থেকে তাপ হ্রাসের হার বস্তু এবং তার পারিপার্শ্বিকের তাপমাত্রার পার্থক্যের সমানুপাতিক। এই সূত্রটি তখনই ভালোভাবে কাজ করে যখন এই তাপমাত্রার পার্থক্য কম (সাধারণত 30-40°C এর মধ্যে) থাকে।
Explanation: Newton’s law of cooling is an approximation. It states that the rate of heat loss from a body is proportional to the temperature difference between the body and its surroundings. This law works well only when this temperature difference is small (typically within 30-40°C).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) 1.67 (5/3)

ব্যাখ্যা: একটি এক-পারমাণবিক গ্যাসের শুধুমাত্র 3টি রৈখিক স্বাধীনতার মাত্রা (translational degrees of freedom) থাকে। তাই Cᵥ = (3/2)R এবং Cₚ = Cᵥ + R = (5/2)R। সুতরাং, γ = Cₚ/Cᵥ = (5/2)R / (3/2)R = 5/3 ≈ 1.67।
Explanation: A monatomic gas has only 3 translational degrees of freedom. So, Cᵥ = (3/2)R and Cₚ = Cᵥ + R = (5/2)R. Therefore, γ = Cₚ/Cᵥ = (5/2)R / (3/2)R = 5/3 ≈ 1.67.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) তাপ (Heat)

ব্যাখ্যা: চাপ, তাপমাত্রা, এবং আয়তন হলো অবস্থা চলরাশি (state variables), যা একটি সিস্টেমের অবস্থা বর্ণনা করে। কিন্তু তাপ (এবং কার্য) হলো পথ অপেক্ষক (path function)। এটি শক্তি স্থানান্তরের একটি প্রক্রিয়া, সিস্টেমের কোনো বৈশিষ্ট্য নয়।
Explanation: Pressure, temperature, and volume are state variables that describe the state of a system. However, heat (and work) is a path function. It is a process of energy transfer, not a property of the system itself.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) বিশৃঙ্খলার পরিমাণ (Amount of disorder)

ব্যাখ্যা: এনট্রপিকে প্রায়শই একটি সিস্টেমের আণবিক স্তরের বিশৃঙ্খলা বা এলোমেলোতার (randomness) পরিমাপ হিসেবে বর্ণনা করা হয়। একটি সিস্টেম যত বেশি বিশৃঙ্খল, তার এনট্রপি তত বেশি।
Explanation: Entropy is often described as a measure of the molecular disorder or randomness of a system. The more disordered a system is, the higher its entropy.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) -40°

ব্যাখ্যা: সেলসিয়াস (C) এবং ফারেনহাইট (F) এর মধ্যে সম্পর্ক হলো C/5 = (F-32)/9। যদি C = F = x হয়, তবে x/5 = (x-32)/9। সমাধান করলে, 9x = 5x – 160 => 4x = -160 => x = -40।
Explanation: The relationship between Celsius (C) and Fahrenheit (F) is C/5 = (F-32)/9. If C = F = x, then x/5 = (x-32)/9. Solving this gives 9x = 5x – 160 => 4x = -160 => x = -40.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 25%

ব্যাখ্যা: প্রথমে তাপমাত্রাকে কেলভিনে রূপান্তরিত করতে হবে। T_sink = 27°C + 273 = 300 K। T_source = 127°C + 273 = 400 K। দক্ষতা, η = 1 – (T_sink / T_source) = 1 – (300/400) = 1 – 0.75 = 0.25। শতাংশে, এটি 25%।
Explanation: First, convert the temperatures to Kelvin. T_sink = 27°C + 273 = 300 K. T_source = 127°C + 273 = 400 K. Efficiency, η = 1 – (T_sink / T_source) = 1 – (300/400) = 1 – 0.75 = 0.25. In percentage, this is 25%.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) গড় গতিশক্তি বৃদ্ধি পায় (Average kinetic energy increases)

ব্যাখ্যা: কোনো বস্তুর তাপমাত্রা তার অণুগুলির গড় গতিশক্তির পরিমাপ। তাপমাত্রা বাড়লে অণুগুলির কম্পন বা গতি বৃদ্ধি পায়, যার ফলে তাদের গড় গতিশক্তিও বৃদ্ধি পায়।
Explanation: The temperature of a substance is a measure of the average kinetic energy of its molecules. When the temperature increases, the vibration or motion of the molecules increases, which in turn increases their average kinetic energy.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) অণুগুলির সসীম আয়তন এবং তাদের মধ্যে আকর্ষণ বল বিবেচনা করা (Considering the finite volume of molecules and the attractive forces between them)

ব্যাখ্যা: আদর্শ গ্যাস সমীকরণ দুটি বিষয়কে উপেক্ষা করে: (১) গ্যাসের অণুগুলির নিজস্ব আয়তন এবং (২) অণুগুলির মধ্যেকার পারস্পরিক আকর্ষণ বল। ভ্যান ডার ওয়ালস সমীকরণ এই দুটি বিষয়কে সংশোধন করে বাস্তব গ্যাসের আচরণকে আরও সঠিকভাবে ব্যাখ্যা করে।
Explanation: The ideal gas equation neglects two factors: (1) the actual volume occupied by the gas molecules and (2) the intermolecular attractive forces. The van der Waals equation corrects for these two factors to more accurately describe the behavior of real gases.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) মহাবিশ্বের একটি নির্দিষ্ট অংশ যা পর্যবেক্ষণের জন্য নির্বাচিত হয়েছে (A specific part of the universe that has been chosen for observation)

ব্যাখ্যা: তাপগতিবিদ্যায়, একটি সিস্টেম হলো মহাবিশ্বের সেই নির্দিষ্ট অংশ যা নিয়ে আলোচনা বা পরীক্ষা করা হয়। সিস্টেমের বাইরের সবকিছুকে পারিপার্শ্বিক (surroundings) বলা হয়। সিস্টেম এবং পারিপার্শ্বিককে একটি সীমানা (boundary) দ্বারা পৃথক করা হয়।
Explanation: In thermodynamics, a system is a specific part of the universe that is under study or observation. Everything outside the system is called the surroundings. The system and surroundings are separated by a boundary.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) হীরা (Diamond)

ব্যাখ্যা: যদিও রূপা এবং তামা খুব ভালো তাপ পরিবাহী, কিন্তু সমস্ত পদার্থের মধ্যে হীরার তাপীয় পরিবাহিতা সর্বোচ্চ। এর কারণ হলো হীরার কেলাসাকার গঠনে কার্বন পরমাণুগুলির শক্তিশালী সমযোজী বন্ধন, যা ফোনন (lattice vibrations) পরিবহনের জন্য অত্যন্ত কার্যকর।
Explanation: Although silver and copper are excellent thermal conductors, diamond has the highest thermal conductivity of all materials. This is due to the strong covalent bonding of carbon atoms in its crystalline structure, which is very efficient for transporting phonons (lattice vibrations).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (d) এনথালপি (Enthalpy)

ব্যাখ্যা: থ্রটলিং একটি আইসেনথালপিক প্রক্রিয়া, যার অর্থ হলো এই প্রক্রিয়ায় এনথালপি (H) স্থির থাকে। একটি গ্যাসকে উচ্চ চাপ থেকে একটি সংকীর্ণ পথ দিয়ে নিম্ন চাপে প্রসারিত করা হলে এই ঘটনা ঘটে।
Explanation: Throttling is an isenthalpic process, which means the enthalpy (H) remains constant during the process. This occurs when a gas is expanded from high pressure to low pressure through a narrow passage.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) শুধুমাত্র শক্তি (Energy only)

ব্যাখ্যা: একটি বদ্ধ সিস্টেম তার পারিপার্শ্বিকের সাথে শক্তি (তাপ বা কার্য রূপে) আদান-প্রদান করতে পারে, কিন্তু পদার্থ বা ভর আদান-প্রদান করতে পারে না। উদাহরণস্বরূপ, একটি ছিপি বন্ধ বোতলে গরম জল।
Explanation: A closed system can exchange energy (in the form of heat or work) with its surroundings, but it cannot exchange matter or mass. For example, hot water in a stoppered bottle.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) ΔU = 0

ব্যাখ্যা: একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম পারিপার্শ্বিকের সাথে শক্তি (তাপ বা কার্য) বা পদার্থ কোনোটিই আদান-প্রদান করে না। সুতরাং, Q = 0 এবং W = 0। প্রথম সূত্র (ΔU = Q – W) অনুযায়ী, ΔU = 0 – 0 = 0। এর অর্থ হলো, একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি স্থির থাকে।
Explanation: An isolated system exchanges neither energy (heat or work) nor matter with its surroundings. Thus, Q = 0 and W = 0. According to the first law (ΔU = Q – W), ΔU = 0 – 0 = 0. This means the internal energy of an isolated system remains constant.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) পরিচলন (Convection)

ব্যাখ্যা: দিনের বেলায় স্থলভাগ জলভাগের চেয়ে দ্রুত গরম হয়। স্থলের উপরের বাতাস গরম ও হালকা হয়ে উপরে উঠে যায় এবং সমুদ্রের শীতল ও ভারী বাতাস সেই স্থান দখল করে (সমুদ্রবায়ু)। রাতে এর বিপরীত ঘটনা ঘটে (স্থলবায়ু)। এই বায়ুপ্রবাহ পরিচলন স্রোতের একটি প্রাকৃতিক উদাহরণ।
Explanation: During the day, land heats up faster than water. The air above the land becomes hot and light, rises, and the cooler, heavier air from the sea moves in to take its place (sea breeze). The reverse happens at night (land breeze). This air movement is a natural example of convection currents.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: একটি চক্রীয় প্রক্রিয়ায়, সিস্টেমটি বিভিন্ন পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে গিয়ে তার প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে আসে। যেহেতু অভ্যন্তরীণ শক্তি একটি অবস্থা অপেক্ষক (state function), তাই সিস্টেম প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে এলে তার অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো নিট পরিবর্তন হয় না (ΔU = 0)।
Explanation: In a cyclic process, the system returns to its initial state after a series of changes. Since internal energy is a state function, there is no net change in internal energy when the system returns to its initial state (ΔU = 0).

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) সর্বদা 1 এর বেশি (Always greater than 1)

ব্যাখ্যা: COP = Q₂/W = Q₂/(Q₁-Q₂)। একটি কার্যকরী রেফ্রিজারেটরের জন্য, শীতল অংশ থেকে শোষিত তাপ (Q₂) সর্বদা কৃত কার্যের (W) চেয়ে বেশি হয়, তাই COP-এর মান 1-এর চেয়ে বেশি হয়। বাস্তব রেফ্রিজারেটরের COP সাধারণত 2 থেকে 4 এর মধ্যে থাকে।
Explanation: COP = Q₂/W = Q₂/(Q₁-Q₂). For a functional refrigerator, the heat absorbed from the cold reservoir (Q₂) is always greater than the work done (W), so the value of COP is greater than 1. The COP of practical refrigerators is typically between 2 and 4.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (d) পারমাণবিক ভর (Atomic Mass)

ব্যাখ্যা: চাপ, আয়তন এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি হলো তাপগতীয় ধর্ম যা তাপমাত্রা পরিবর্তনের সাথে পরিবর্তিত হয়। কিন্তু পারমাণবিক ভর একটি মৌলিক ধর্ম যা গ্যাসের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে, তাপমাত্রার উপর নয়।
Explanation: Pressure, volume, and internal energy are thermodynamic properties that change with temperature. However, atomic mass is a fundamental property that depends on the nature of the gas, not its temperature.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) গিবসের মুক্ত শক্তির পরিবর্তন (Change in Gibbs Free Energy)

ব্যাখ্যা: একটি প্রক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্ত হবে যদি গিবসের মুক্ত শক্তির পরিবর্তন (ΔG) ঋণাত্মক হয় (ΔG < 0)। ΔG = ΔH - TΔS, এটি এনথালপি (ΔH) এবং এনট্রপি (ΔS) উভয় পরিবর্তনকে বিবেচনা করে। এটি স্থির চাপ এবং তাপমাত্রায় কোনো প্রক্রিয়া থেকে প্রাপ্ত সর্বোচ্চ কার্যকর শক্তির পরিমাণ নির্দেশ করে।
Explanation: A process is spontaneous if the change in Gibbs Free Energy (ΔG) is negative (ΔG < 0). ΔG = ΔH - TΔS, which considers both the change in enthalpy (ΔH) and entropy (ΔS). It indicates the maximum amount of useful work that can be extracted from a process at constant pressure and temperature.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) তাপের প্রবাহকে বাধা দেয় (Prevents the flow of heat)

ব্যাখ্যা: একটি রুদ্ধতাপীয় প্রাচীর হলো একটি তাপীয় অন্তরক (thermal insulator)। এটি সিস্টেম এবং পারিপার্শ্বিকের মধ্যে তাপের আদান-প্রদান হতে দেয় না। এর বিপরীত হলো ডায়াথার্মিক প্রাচীর (diathermic wall), যা তাপের প্রবাহ হতে দেয়।
Explanation: An adiabatic wall is a thermal insulator. It does not allow the exchange of heat between the system and its surroundings. Its opposite is a diathermic wall, which allows heat to flow.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (a) চাপ-আয়তন কার্য (Pressure-volume work)

ব্যাখ্যা: যদিও বিভিন্ন ধরনের কার্য সম্ভব, তাপগতিবিদ্যার মৌলিক আলোচনায় ‘কার্য’ বলতে সাধারণত গ্যাসের প্রসারণ বা সংকোচনের ফলে কৃত চাপ-আয়তন কার্যকে বোঝানো হয়, যা W = ∫P dV দ্বারা প্রকাশ করা হয়।
Explanation: Although various types of work are possible, in fundamental thermodynamics, ‘work’ generally refers to the pressure-volume work done due to the expansion or compression of a gas, expressed as W = ∫P dV.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) শূন্য (Zero)

ব্যাখ্যা: জুল-থমসন প্রভাব বাস্তব গ্যাসের অণুগুলির মধ্যেকার আকর্ষণ বলের উপর নির্ভরশীল। আদর্শ গ্যাসের ক্ষেত্রে এই আকর্ষণ বলকে শূন্য ধরা হয়। তাই, একটি আদর্শ গ্যাস থ্রটলিং প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে গেলে তার তাপমাত্রার কোনো পরিবর্তন হয় না। এর জুল-থমসন গুণাঙ্ক শূন্য।
Explanation: The Joule-Thomson effect depends on the intermolecular forces of attraction in a real gas. For an ideal gas, these forces are assumed to be zero. Therefore, when an ideal gas undergoes a throttling process, its temperature does not change. Its Joule-Thomson coefficient is zero.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) প্রক্রিয়াটি প্রায় রুদ্ধতাপীয় এবং কৃত কার্য অভ্যন্তরীণ শক্তি বাড়ায় (The process is nearly adiabatic and the work done increases internal energy)

ব্যাখ্যা: খুব দ্রুত সংকোচনের ফলে গ্যাসটি পারিপার্শ্বিকে তাপ বর্জন করার সময় পায় না, তাই প্রক্রিয়াটি প্রায় রুদ্ধতাপীয় হয় (Q ≈ 0)। গ্যাসের উপর যে কার্য করা হয় (W < 0), তা তার অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি করে (ΔU = -W)। অভ্যন্তরীণ শক্তি বাড়ার ফলেই গ্যাসের তাপমাত্রা বেড়ে যায়।
Explanation: Very rapid compression does not allow the gas to dissipate heat to the surroundings, so the process is nearly adiabatic (Q ≈ 0). The work done on the gas (W < 0) increases its internal energy (ΔU = -W). The increase in internal energy leads to a rise in the gas's temperature.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) জুল/কেজি (Joule/kg)

ব্যাখ্যা: লীনতাপ হলো একক ভরের কোনো পদার্থের তাপমাত্রা পরিবর্তন না করে অবস্থা পরিবর্তনের জন্য প্রয়োজনীয় তাপ। সুতরাং, এর একক হলো শক্তি প্রতি ভর, অর্থাৎ SI পদ্ধতিতে জুল/কেজি (J/kg) বা CGS পদ্ধতিতে ক্যালোরি/গ্রাম (cal/g)।
Explanation: Latent heat is the heat required to change the state of a unit mass of a substance without changing its temperature. Therefore, its unit is energy per mass, which is Joule/kg (J/kg) in the SI system or calorie/gram (cal/g) in the CGS system.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) আপেক্ষিক তাপ (Specific Heat)

ব্যাখ্যা: আপেক্ষিক তাপ একটি উপাদানের অন্তর্নিহিত ধর্ম (intrinsic property)। এটি বস্তুর ভরের উপর নির্ভর করে না। একই উপাদানের তৈরি যেকোনো ভরের বস্তুর জন্য আপেক্ষিক তাপের মান একই থাকবে। অন্যদিকে, তাপগ্রাহিতা, অভ্যন্তরীণ শক্তি এবং ওজন ভরের উপর নির্ভরশীল।
Explanation: Specific heat is an intrinsic property of a material. It does not depend on the mass of the object. For any object made of the same material, regardless of its mass, the specific heat will be the same. On the other hand, heat capacity, internal energy, and weight are dependent on mass.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) শক্তির রূপান্তর (Conversion of energy)

ব্যাখ্যা: প্রথম সূত্রটি শক্তির সংরক্ষণ নীতি। এটি দেখায় কিভাবে তাপ (Q), কার্য (W) এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি (U) পরস্পরের সাথে সম্পর্কিত এবং কিভাবে এক প্রকার শক্তি অন্য প্রকারে রূপান্তরিত হতে পারে, কিন্তু মোট শক্তির পরিমাণ সংরক্ষিত থাকে।
Explanation: The first law is the principle of conservation of energy. It shows how heat (Q), work (W), and internal energy (U) are related and how one form of energy can be converted into another, but the total amount of energy is conserved.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) 160°C

ব্যাখ্যা: সম্পর্কটি হলো F = (9/5)C + 32। প্রশ্নানুযায়ী, F = 2C। সুতরাং, 2C = (9/5)C + 32 => 2C – (9/5)C = 32 => (10C – 9C)/5 = 32 => C/5 = 32 => C = 160°C। তখন F = 2 * 160 = 320°F।
Explanation: The relation is F = (9/5)C + 32. According to the question, F = 2C. So, 2C = (9/5)C + 32 => 2C – (9/5)C = 32 => (10C – 9C)/5 = 32 => C/5 = 32 => C = 160°C. Then F = 2 * 160 = 320°F.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) বিকিরণের মাধ্যমে তাপের অপচয় (Loss of heat by radiation)

ব্যাখ্যা: বিকিরণ, পরিবহন, পরিচলনের মতো তাপ সঞ্চালনের প্রক্রিয়াগুলি, ঘর্ষণ ইত্যাদি সবই অপ্রত্যাবর্তী (irreversible) প্রক্রিয়া। একবার তাপ বিকিরিত হয়ে গেলে, তা স্বতঃস্ফূর্তভাবে সিস্টেমে ফিরে আসে না। সমোষ্ণ এবং রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়াগুলি আদর্শ অবস্থায় পরাবর্তী হতে পারে।
Explanation: Heat transfer processes like radiation, conduction, convection, as well as friction, are all irreversible processes. Once heat is lost by radiation, it does not spontaneously return to the system. Isothermal and adiabatic processes can be reversible under ideal conditions.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (b) [ML²T⁻²mol⁻¹K⁻¹]

ব্যাখ্যা: আদর্শ গ্যাস সমীকরণ থেকে, PV = nRT, তাই R = PV/nT। চাপের মাত্রা [ML⁻¹T⁻²], আয়তনের মাত্রা [L³], মোলের মাত্রা [mol], এবং তাপমাত্রার মাত্রা [K]। সুতরাং, R-এর মাত্রা = ([ML⁻¹T⁻²][L³])/([mol][K]) = [ML²T⁻²mol⁻¹K⁻¹]। এটি প্রতি মোল প্রতি কেলভিনে শক্তির মাত্রা।
Explanation: From the ideal gas equation, PV = nRT, so R = PV/nT. The dimension of pressure is [ML⁻¹T⁻²], volume is [L³], mole is [mol], and temperature is [K]. Thus, the dimension of R = ([ML⁻¹T⁻²][L³])/([mol][K]) = [ML²T⁻²mol⁻¹K⁻¹]. This is the dimension of energy per mole per kelvin.

সঠিক উত্তর (Correct Answer): (c) দ্বিতীয় সূত্র (Second Law)

ব্যাখ্যা: প্রথম সূত্র শক্তির পরিমাণ নিয়ে আলোচনা করে, কিন্তু প্রক্রিয়াটি কোন দিকে ঘটবে তা বলে না। দ্বিতীয় সূত্র (বিশেষত ক্লসিয়াসের বিবৃতি) এই দিক নির্দেশ করে। এটি বলে যে তাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে উষ্ণ বস্তু থেকে শীতল বস্তুর দিকে প্রবাহিত হয়, বিপরীত দিকে নয়।
Explanation: The first law deals with the quantity of energy but doesn’t specify the direction in which a process will occur. The second law (specifically the Clausius statement) provides this direction. It states that heat spontaneously flows from a hotter body to a colder body, and not the other way around.