পরীক্ষা আর্কাইভ

৪৯তম বিসিএস ⎯ পদার্থবিদ্যা [৫১১]

পরীক্ষা৪৯তম বিসিএস ⎯ পদার্থবিদ্যা [৫১১]তারিখতারিখ অনির্ধারিতসময়35 minutes
মোট প্রশ্ন৫০
সিলেবাস
Exam-5 Thermodynamics; Kinetic Theory of Gases [Source: Class‑3 and relevant books]
ঘনত্ব
উত্তর
উত্তরিতবর্তমানপুনরায় দেখুনঅসম্পূর্ণ

৪৯তম বিসিএস ⎯ পদার্থবিদ্যা [৫১১]

৪৯তম বিসিএস ⎯ পদার্থবিদ্যা [৫১১] · তারিখ অনির্ধারিত · ৫০ প্রশ্ন

.
During isothermal conditions, the energy provided to an ideal gas is used for: (সমতাপীয় অবস্থায়, আদর্শ গ্যাসকে দেওয়া শক্তি ব্যবহৃত হয়—)
  1. increase temperature (তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে)
  2. do external work (বাইরের কাজ সম্পাদনে)
  3. increase temperature and in doing external work (তাপমাত্রা বৃদ্ধিতে এবং বাইরের কাজ সম্পাদনে)
  4. increase internal energy (অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধিতে)
সঠিক উত্তর:
do external work (বাইরের কাজ সম্পাদনে)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
do external work (বাইরের কাজ সম্পাদনে)
ব্যাখ্যা

In isothermal process (সমতাপীয় প্রক্রিয়ায়), temperature T remains constant (তাপমাত্রা ধ্রুবক থাকে)।
So internal energy U=0 (অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন হয় না)।
From first law of thermodynamics (তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুযায়ী): q=W That means the supplied heat is completely used for external work (অর্থাৎ সরবরাহকৃত তাপ পুরোপুরি বাইরের কাজে ব্যয় হয়)।

Characteristics of Isothermal Process (সমতাপীয় প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য)
1. Temperature remains constant (তাপমাত্রা ধ্রুবক থাকে)
2. Internal energy does not change (ΔU=0) (অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না)
3. Heat supplied is completely converted into work (q=W) (সরবরাহকৃত তাপ পুরোপুরি কাজে রূপান্তরিত হয়)
4. Process follows Boyle’s law: PV=constant (প্রক্রিয়া বয়েলের সূত্র মানে: PV=ধ্রুবকPV = ধ্রুবকPV=ধ্রুবক)
5. PV graph is a hyperbolic curve (পি-ভি গ্রাফ একটি হাইপারবোলিক বক্ররেখা হয়)
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

.
A gas mixture expands from 0.03 m3 to 0.06 m3 at a constant pressure of 1 MPa while absorbing 84 kJ of heat. What is the change in its internal energy? (একটি গ্যাসের মিশ্রণ 0.03 m3 থেকে 0.06 m3-এ সম্প্রসারণ ঘটায় ধ্রুব চাপ 1 MPa-এ এবং এই প্রক্রিয়ায় 84 kJ তাপ শোষণ করে। মিশ্রণের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন কত হবে?)
  1. 44 kJ
  2. 54 kJ
  3. 64 kJ
  4. 114 kJ
সঠিক উত্তর:
54 kJ
উত্তর
সঠিক উত্তর:
54 kJ
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

.
According to the kinetic theory of gases, it is assumed that (গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুযায়ী, অনুমান করা হয় যে):
  1. Collisions between molecules are not perfectly elastic (অণুগুলোর মধ্যে সংঘর্ষ সম্পূর্ণ সান্নিধ্যপূর্ণ নয়)
  2. Molecular collisions change the gas density (অণুগুলোর সংঘর্ষ গ্যাসের ঘনত্ব পরিবর্তন করে)
  3. Molecules never collide with the container walls (অণুগুলো কখনও পাত্রের প্রাচীরে সংঘর্ষ করে না)
  4. Between two collisions, molecules move with constant velocity (দুটি সংঘর্ষের মধ্যে, অণুগুলো স্থির বেগে চলে
সঠিক উত্তর:
Between two collisions, molecules move with constant velocity (দুটি সংঘর্ষের মধ্যে, অণুগুলো স্থির বেগে চলে
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Between two collisions, molecules move with constant velocity (দুটি সংঘর্ষের মধ্যে, অণুগুলো স্থির বেগে চলে
ব্যাখ্যা

In the kinetic theory of gases, molecules move randomly and collide elastically with each other and the container walls. Between collisions, they travel in straight lines with constant velocity. Collisions do not change gas density, and kinetic energy is conserved. This explains gas pressure, temperature, and macroscopic behavior. [গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুযায়ী, অণুগুলো এলোমেলোভাবে চলে এবং একে অপর ও পাত্রের প্রাচীরের সঙ্গে সংঘর্ষ করে। সংঘর্ষের মধ্যে অণু সরলরেখায় স্থির বেগে চলে। সংঘর্ষ গ্যাসের ঘনত্ব পরিবর্তন করে না এবং কাইনেটিক শক্তি সংরক্ষিত থাকে। এটি গ্যাসের চাপ, তাপমাত্রা ও বড় স্কেলের আচরণ ব্যাখ্যা করে।]
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

.
Who demonstrated that heat and mechanical energy can be converted into each other? (কে প্রমাণ করেছিলেন যে তাপ এবং যান্ত্রিক শক্তি পরস্পরে রূপান্তরিত হতে পারে?)
  1. Boyle (বয়েল)
  2. Charles (চার্লস)
  3. Joule (জুল
  4. None (কোনোটিই নয়)
সঠিক উত্তর:
Joule (জুল
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Joule (জুল
ব্যাখ্যা

James Prescott Joule showed experimentally that mechanical work can be converted into heat, establishing the principle of conservation of energy and laying the foundation of the first law of thermodynamics. He demonstrated this using his famous paddle-wheel experiment, where falling weights stirred water and raised its temperature. [জেমস প্রেসকট জুল প্রমাণ করেছিলেন যে যান্ত্রিক কাজ তাপে রূপান্তরিত হতে পারে। এটি শক্তির সংরক্ষণ নীতি এবং প্রথম থার্মোডাইনামিক্সের নিয়ম প্রতিষ্ঠার ভিত্তি। তিনি তার প্রসিদ্ধ প্যাডল-হুইল পরীক্ষায় দেখিয়েছিলেন, যেখানে ওজন পড়ে জল নাড়লে তার তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়।]
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

.
In the kinetic theory of gases, pressure of the gas is explained as: (গ্যাসের গতিতত্ত্বে, গ্যাসের চাপ ব্যাখ্যা করা হয় কীভাবে:)
  1. The weight of the gas molecules (গ্যাসের অণুগুলোর ওজন)
  2. The force of gravity on molecules (অণুগুলোর ওপর মহাকর্ষের বল)
  3. The collisions of molecules with the container walls (অণুগুলোর পাত্রের প্রাচীরের সাথে সংঘর্ষ)
  4. The change in temperature of the gas (গ্যাসের তাপমাত্রার পরিবর্তন)
সঠিক উত্তর:
The collisions of molecules with the container walls (অণুগুলোর পাত্রের প্রাচীরের সাথে সংঘর্ষ)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
The collisions of molecules with the container walls (অণুগুলোর পাত্রের প্রাচীরের সাথে সংঘর্ষ)
ব্যাখ্যা

In the kinetic theory of gases, pressure is caused by the collisions of molecules with the container walls. Molecules move randomly with high speed, and each collision exerts a tiny force. The sum of countless collisions generates the observable macroscopic pressure of the gas. [গ্যাসের গতিতত্ত্ব অনুযায়ী, চাপ সৃষ্টি হয় অণুগুলোর পাত্রের প্রাচীরের সঙ্গে সংঘর্ষের মাধ্যমে। অণুগুলো এলোমেলোভাবে উচ্চ গতিতে চলে এবং প্রতিটি সংঘর্ষ একটি ক্ষুদ্র বল প্রয়োগ করে। অসংখ্য সংঘর্ষের সমষ্টি গ্যাসের পর্যবেক্ষণযোগ্য চাপ উৎপন্ন করে।]
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

.
An ideal gas absorbs 10 kJ of heat from its surroundings and expands from 20 L to 40 L against a constant external pressure of 2.0 atm. Determine the change in the internal energy of the system.
(একটি আদর্শ গ্যাস পরিবেশ থেকে 10 কেজে তাপ গ্রহণ করে এবং 2.0 অ্যাটমোস্ফিয়ারের স্থির বহিঃচাপের বিরুদ্ধে 20 লিটার থেকে 40 লিটার পর্যন্ত প্রসারিত হয়। সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন নির্ণয় করুন।)
  1. 4.05 kJ 
  2. 5.9 kJ
  3. 9.5 kJ
  4. 10 kJ
সঠিক উত্তর:
5.9 kJ
উত্তর
সঠিক উত্তর:
5.9 kJ
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

.
A rigid triatomic nonlinear molecule has how many quadratic degrees of freedom contributing to its internal energy? (একটি কঠিন ত্রিআণবিক অরৈখিক অণুর কতটি বর্গাকার স্বাধীনতার মাত্রা রয়েছে যা এর অভ্যন্তরীণ শক্তিতে অবদান রাখে?)
  1. 6
  2. 9
  3. 7
  4. 12
সঠিক উত্তর:
9
উত্তর
সঠিক উত্তর:
9
ব্যাখ্যা

For a rigid triatomic nonlinear molecule, the quadratic degrees of freedom contributing to internal energy include:

3 translational (movement along x, y, z)
3 rotational (rotation about three perpendicular axes)
3 vibrational quadratic contributions (for rigid approximation, each vibrational mode contributes ½kT for kinetic energy)
Total = 3 + 3 + 3 = 9.
(একটি কঠোর ত্রিঅণবিক অরৈখিক অণুর জন্য অভ্যন্তরীণ শক্তিতে অবদান রাখে ৩টি স্থানান্তর ডিগ্রি, ৩টি ঘূর্ণন ডিগ্রি এবং ৩টি কম্পন ডিগ্রি, মোট ৯টি বর্গাকার ডিগ্রি অব ফ্রিডম।)
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

.
Two gases kept under identical thermal conditions contain the same number of molecules per unit volume. If the molecular diameters of the two gases are in the ratio 1 : 3, what will be the ratio of their mean free paths?
(একই তাপীয় অবস্থায় রাখা দুটি গ্যাসে একক আয়তনের জন্য একই সংখ্যক অণু রয়েছে। যদি দুই গ্যাসের অণুর ব্যাসের অনুপাত 1 : 3 হয়, তবে তাদের গড় মুক্ত পথের অনুপাত কত হবে?)
  1. 1:9
  2. 1:3
  3. 3:1
  4. 9:1
সঠিক উত্তর:
9:1
উত্তর
সঠিক উত্তর:
9:1
ব্যাখ্যা




[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

.
A bicycle tire contains air at a pressure of 270 kPa and a temperature of 27° C. What will be the approximate pressure of the air in the tire if the temperature rises to 36 °C? (একটি সাইকেলের টায়ারে ২৭০ kPa চাপ এবং ২৭ °C তাপমাত্রার বাতাস রয়েছে। যদি তাপমাত্রা ৩৬° C-এ বৃদ্ধি পায়, তবে টায়ারের বাতাসের আনুমানিক চাপ কত হবে?)
  1. 270 kPa
  2. 278 kPa
  3. 287 kPa
  4. 280 kPa
সঠিক উত্তর:
278 kPa
উত্তর
সঠিক উত্তর:
278 kPa
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

১০.
If a system performs 150 J of work and loses 50 J of heat, what is the change in internal energy? (যদি একটি সিস্টেম 150 J কাজ করে এবং 50 J তাপ হারায়, তবে অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন কত হবে?)
  1. +200 J
  2. -200 J
  3. +100 J
  4. -100 J
সঠিক উত্তর:
-200 J
উত্তর
সঠিক উত্তর:
-200 J
ব্যাখ্যা

 

 (প্রথম সূত্র অনুযায়ী, অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন = সিস্টেমে যোগ হওয়া তাপ − সিস্টেমের কাজ।) (এখানে সিস্টেম ৫০ জুল তাপ হারায় এবং ১৫০ জুল কাজ করে, ফলে অভ্যন্তরীণ শক্তি= -৫০-১৫০ = -২০০ জুল কমে যায়।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

১১.
One mole of an ideal monoatomic gas expands adiabatically from 2 L to 4 L. If the initial temperature is 300 K, calculate the final temperature (γ = 5/3) (এক মোল আদর্শ এক-পরমাণু গ্যাস 2 L থেকে 4 L পর্যন্ত ‍রুদ্ধতাপীয় সম্প্রসারণ করে। প্রাথমিক তাপমাত্রা 300 K হলে, চূড়ান্ত তাপমাত্রা কত হবে (γ = 5/3)?) 
  1. 150 K
  2. 200 K
  3. 189 K
  4. 205K
সঠিক উত্তর:
189 K
উত্তর
সঠিক উত্তর:
189 K
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

১২.
What is the mean kinetic energy per degree of freedom of gas molecules? ((গ্যাসের অণুগুলোর প্রতি স্বাধীনতার মাত্রার জন্য গড় গতিশক্তি কত?)
  1. (3/2) KT
  2. (3/2) RT
  3. (1/2) KT
  4. KT
সঠিক উত্তর:
(1/2) KT
উত্তর
সঠিক উত্তর:
(1/2) KT
ব্যাখ্যা

According to the equipartition theorem, the mean kinetic energy per degree of freedom of a gas molecule is:

Mean kinetic energy per degree of freedom=(1/2) kBT
Where kB​ is the Boltzmann constant and T is the absolute temperature. Each independent mode of motion (translation, rotation, vibration) contributes (1/2) kBT to the internal energy.

শক্তির বিভাজন নীতি অনুযায়ী, গ্যাসের অণুর প্রতি স্বাধীনতার মাত্রার জন্য গড় গতিশক্তি হয়:

গড় গতিশক্তি প্রতি স্বাধীনতার মাত্রা=(1/2) kBT
এখানে kB হল বল্টজমান ধ্রুবক এবং T হল অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা। প্রতিটি স্বাধীন আন্দোলনের মোড (স্থানান্তর, ঘূর্ণন, কম্পন) অভ্যন্তরীণ শক্তিতে (1/2) kBT অবদান রাখে।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

১৩.
The mean free path of a gas molecule is influenced by which of the following factors? (একটি গ্যাস অণুর গড় মুক্ত পথ নিম্নলিখিত কোন কারণগুলো দ্বারা প্রভাবিত হয়?)
  1. The collision cross section (সংঘর্ষের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল)
  2. The number of molecules per unit volume (একক আয়তনের জন্য অণুগুলোর সংখ্যা)
  3. The number of molecules per unit volume and the collision cross section (একক আয়তনের অণুর সংখ্যা এবং সংঘর্ষের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল)
  4. Molecular mass (অণুর ভর)
সঠিক উত্তর:
The number of molecules per unit volume and the collision cross section (একক আয়তনের অণুর সংখ্যা এবং সংঘর্ষের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
The number of molecules per unit volume and the collision cross section (একক আয়তনের অণুর সংখ্যা এবং সংঘর্ষের প্রস্থচ্ছেদের ক্ষেত্রফল)
ব্যাখ্যা

The mean free path λ is given by: 1/nπd
Where n is the number of molecules per unit volume and d is the molecular diameter (collision cross section). 
λ নির্ভর করে প্রতি ইউনিট আয়তনে অণুর সংখ্যা n এবং অণুর ব্যাস d বা সংঘর্ষ ক্ষেত্রফলের উপর।) Molecular mass does not directly affect the mean free path. (অণুর ভর সরাসরি মিন ফ্রি পাথে প্রভাব ফেলে না।)

[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

১৪.
In an adiabatic compression, the entropy of an ideal gas (একটি আদর্শ গ্যাসের রুদ্ধতাপীয় সংকোচনে, এন্ট্রোপি-)
  1. Increases (বৃদ্ধি পায়)
  2. Decreases (হ্রাস পায়)
  3. Doubles (দ্বিগুণ হয়)
  4. Remains constant (অপরিবর্তিত থাকে)
সঠিক উত্তর:
Remains constant (অপরিবর্তিত থাকে)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Remains constant (অপরিবর্তিত থাকে)
ব্যাখ্যা



সংজ্ঞা অনুযায়ী পরিবেশের সঙ্গে কোনো তাপ বিনিময় হয় না তাই, প্রত্যাবর্তনযোগ্য রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়ায় এন্ট্রোপির পরিবর্তন হয় না। 
যদি গ্যাস সংকুচিত হয় এবং তাপমাত্রা বাড়ে, যেহেতু কোনো তাপ প্রবাহিত হয় না, তাই অণুগুলোর আভ্যন্তরীণ বিশৃঙ্খলা (entropy) অপরিবর্তিত থাকে।

[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

১৫.
The number density of oxygen gas at STP is 2.7 × 1025 m-3. If the molecular diameter of an oxygen molecule is 3 × 10-10 m, calculate the mean free path of oxygen molecules
(STP-এ অক্সিজেন গ্যাসের সংখ্যা ঘনত্ব 2.7 × 1025 m-3। যদি অক্সিজেন অণুর ব্যাস 3 × 10-10m হয়, তবে অক্সিজেন অণুর গড় মুক্ত পথ কত হবে?)
  1. 1.3 × 10−7 m
  2. 3.1 × 10−7 m
  3. 9.3 × 10−8 m
  4. 5 × 10−8 m
সঠিক উত্তর:
9.3 × 10−8 m
উত্তর
সঠিক উত্তর:
9.3 × 10−8 m
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

১৬.
The equation {P + (a/V2)}(V - b) = RT represents the state of certain gases, where P is pressure, V is volume, T is temperature, and a, b, R are constants. The physical quantity that has the same dimensional formula as b2/a is:
[{P + (a/V2)}(V - b) = RT কিছু গ্যাসের অবস্থান নির্দেশ করে, যেখানে P = চাপ, V = আয়তন, T = তাপমাত্রা, এবং a, b, R ধ্রুবক। কোন ভৌত পরিমাণের মাত্রার সূত্র b2/a এর সাথে মিল আছে?]
  1. Energy density (শক্তির ঘনত্ব)
  2. Compressibility (সংকোচনযোগ্যতা)
  3. Bulk modulus (আয়তন গুনাংক)
  4. Modulus of rigidity (ব্যবর্তন গুনাংক)
সঠিক উত্তর:
Compressibility (সংকোচনযোগ্যতা)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Compressibility (সংকোচনযোগ্যতা)
ব্যাখ্যা



[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

১৭.
Which of the following processes is most nearly adiabatic? (নিম্নলিখিত কোন প্রক্রিয়াটি সবচেয়ে কাছাকাছি রুদ্ধতাপীয়?)
  1. Water boiling in an open container (খোলা পাত্রে পানি ফোটানো)
  2. Water boiling in a non-insulated container while stirring occasionally (অতিরিক্ত উত্তাপ না থাকা পাত্রে মাঝে মাঝে নাড়াচাড়া করে পানি ফোটানো)
  3. Water boiling with continuous heat supply (নিরবিচ্ছিন্ন তাপ সরবরাহের মাধ্যমে পানি ফোটানো)
  4. Water boiling in a closed, insulated container (বন্ধ, ইনসুলেটেড পাত্রে পানি ফোটানো)
সঠিক উত্তর:
Water boiling in a closed, insulated container (বন্ধ, ইনসুলেটেড পাত্রে পানি ফোটানো)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Water boiling in a closed, insulated container (বন্ধ, ইনসুলেটেড পাত্রে পানি ফোটানো)
ব্যাখ্যা

An adiabatic process is one in which no heat is exchanged with the surroundings (Q=0). In the given options:

Open container boiling: heat escapes to the environment → not adiabatic.
Non-insulated container with stirring: still loses heat → not adiabatic.
Boiling with continuous heat supply: heat is added → definitely not adiabatic.
Closed, insulated container boiling: the insulation prevents heat exchange with surroundings, so the system’s energy changes are due to internal processes only.
Thus, boiling in a closed, insulated container is most nearly adiabatic.

রুদ্ধতাপীয় প্রক্রিয়া হল এমন প্রক্রিয়া যেখানে পরিবেশের সঙ্গে কোনো তাপ বিনিময় হয় না (Q=0)। প্রদত্ত বিকল্পগুলোতে:

খোলা পাত্রে ফোটানো: তাপ পরিবেশে চলে যায় → রুদ্ধতাপীয় নয়।
অইনসুলেটেড পাত্রে নাড়িয়ে ফোটানো: তাপ এখনও হারায় → রুদ্ধতাপীয় নয়।
ক্রমাগত তাপ সরবরাহে ফোটানো: তাপ যোগ হয় → রুদ্ধতাপীয় নয়।
বন্ধ, সুরক্ষিত পাত্রে ফোটানো: তাপ পরিবেশে যায় না, তাই সিস্টেমের শক্তির পরিবর্তন শুধুমাত্র অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়ার কারণে ঘটে।
অতএব, বন্ধ, সুরক্ষিত পাত্রে পানি ফোটানো প্রক্রিয়াটি প্রায় রুদ্ধতাপীয় ।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

১৮.
A gas is initially at 27°C. To increase its volume by 40% at constant pressure, up to what temperature (in°C) should it be heated? (একটি গ্যাস প্রাথমিকভাবে 27°C-এ রয়েছে। ধ্রুব চাপের অধীনে এর আয়তন 40% বৃদ্ধি করতে, কত তাপমাত্রা (°C) পর্যন্ত উত্তপ্ত করতে হবে?)
  1. 400°C
  2. 247°C
  3. 420°C
  4. 147°C
সঠিক উত্তর:
147°C
উত্তর
সঠিক উত্তর:
147°C
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

১৯.
Which of the following processes violates the Second Law of Thermodynamics? (নিম্নলিখিত কোন প্রক্রিয়াটি তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় নিয়ম লঙ্ঘন করে?)
  1. Heat spontaneously flowing from a hot body to a cold body (গরম বস্তু থেকে শীতল বস্তুর দিকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তাপ প্রবাহিত হওয়া)
  2. Free expansion of a gas into vacuum (গ্যাসের শূন্যস্থলে মুক্ত সম্প্রসারণ)
  3. A heat engine converting all heat into work without any rejection (একটি তাপ ইঞ্জিন সমস্ত তাপকে কাজ হিসেবে রূপান্তরিত করে কোন ত্যাগ ছাড়াই)
  4. Adiabatic expansion of an ideal gas (একটি আদর্শ গ্যাসের রুদ্ধতাপীয়  সম্প্রসারণ)
সঠিক উত্তর:
A heat engine converting all heat into work without any rejection (একটি তাপ ইঞ্জিন সমস্ত তাপকে কাজ হিসেবে রূপান্তরিত করে কোন ত্যাগ ছাড়াই)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
A heat engine converting all heat into work without any rejection (একটি তাপ ইঞ্জিন সমস্ত তাপকে কাজ হিসেবে রূপান্তরিত করে কোন ত্যাগ ছাড়াই)
ব্যাখ্যা

The Second Law of Thermodynamics states that it is impossible for any heat engine to convert all the heat it absorbs into work without rejecting some heat to a colder reservoir. This means that a perfect engine that transforms 100% of heat into work cannot exist. Among the given options, only a heat engine converting all heat into work without any rejection violates this law. Other processes, such as spontaneous heat flow from hot to cold, free expansion of gas, or adiabatic expansion, do not violate the Second Law, as they either involve natural heat transfer or conserve energy while increasing entropy.

[তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় নিয়ম বলে যে কোনো তাপ ইঞ্জিন সমস্ত তাপকে কাজ হিসেবে রূপান্তরিত করতে পারে না, কিছু তাপ অবশ্যই শীতল রিজার্ভোয়ারে ত্যাগ করতে হয়। অর্থাৎ, 100% কার্যকর একটি পারফেক্ট ইঞ্জিন অস্তিত্বশীল নয়। প্রদত্ত বিকল্পগুলোর মধ্যে শুধুমাত্র “কোন ত্যাগ ছাড়াই সমস্ত তাপকে কাজ হিসেবে রূপান্তরিত করা” এই নিয়ম লঙ্ঘন করে। অন্য প্রক্রিয়াগুলো, যেমন: গরম থেকে শীতল দিকে স্বতঃস্ফূর্ত তাপপ্রবাহ, গ্যাসের মুক্ত সম্প্রসারণ, অথবা আদিয়াব্যাটিক সম্প্রসারণ, নিয়ম লঙ্ঘন করে না, কারণ এগুলো প্রাকৃতিক তাপ স্থানান্তর বা শক্তি সংরক্ষণ ও এন্ট্রোপি বৃদ্ধির সঙ্গে সামঞ্জস্যপূর্ণ।]

[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২০.
A molecule of mass m moving with a velocity component vx along the x-direction collides elastically with the wall of a container. What is the momentum transferred to the wall during the collision? ((একটি m ভরের অণু যা x-দিক বরাবর vx বেগ নিয়ে চলে, পাত্রের প্রাচীরে সম্পূর্ণু স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ করে। সংঘর্ষের সময় প্রাচীরে কত পরিমাণে ভরবেগ স্থানান্তরিত হয়?))
  1. mvx
  2. - mvx
  3. 2mvx
  4. 4mvx
সঠিক উত্তর:
2mvx
উত্তর
সঠিক উত্তর:
2mvx
ব্যাখ্যা



[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

২১.
Which of the following is not a valid Maxwell relation? [নিম্নলিখিত কোনটি সঠিক Maxwell সমীকরণ নয়?]
  1. (S/V)T= (P/T)V
  2. (S/P)T= (V/T)P
  3.  (T/V)S = (P/S)V
  4. (P/V)S= (S/T)V
সঠিক উত্তর:
(P/V)S= (S/T)V
উত্তর
সঠিক উত্তর:
(P/V)S= (S/T)V
ব্যাখ্যা

Maxwell relations are derived from thermodynamic potentials (like Helmholtz free energy, Gibbs free energy, internal energy) and the equality of mixed second derivatives of state functions. (ম্যাক্সওয়েল সম্পর্কগুলো থার্মোডাইনামিক সম্ভাবনার উপর ভিত্তি করে উদ্ভূত হয় এবং স্টেট ফাংশনের মিশ্রিত দ্বিতীয় ডেরিভেটিভের সমতার উপর নির্ভর করে।)

Option ঘ) violates the derivative structure of Maxwell relations. (অপশন ঘ) ম্যাক্সওয়েল সম্পর্কের ডেরিভেটিভ কাঠামো লঙ্ঘন করে।)
Others (ক, খ, গ) correctly follow from standard Maxwell relations. (অন্যগুলো (ক, খ, গ) সঠিকভাবে মানক ম্যাক্সওয়েল সমীকরণ থেকে আসে।)
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২২.
A refrigerator removes 500 J of heat from a cold reservoir at 273 K and rejects it to a hot reservoir at 303 K. What is the minimum work required by a reversible refrigerator? [(একটি ফ্রিজ 273 K তাপমাত্রার ঠান্ডা রিজার্ভোয়ার থেকে 500 J তাপ অপসারণ করে এবং 303 K তাপমাত্রার গরম রিজার্ভোয়ারে ত্যাগ করে। একটি প্রতিসম ফ্রিজের জন্য ন্যূনতম প্রয়োজনীয় কাজ কত?)]
  1. 45 J
  2. 59 J
  3. 55 J
  4. 47 J
সঠিক উত্তর:
55 J
উত্তর
সঠিক উত্তর:
55 J
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২৩.
"Clausius expressed the essence of the first and second laws of thermodynamics as" (ক্লাসিয়াস তাপগতিবিদ্যার প্রথম ও দ্বিতীয়  ‍সূত্রের সারাংশ হিসাবে প্রকাশ করেছিলেন-)
  1. The total energy in the universe remains unchanged. (ব্রহ্মাণ্ডে মোট শক্তি অপরিবর্তিত থাকে)
  2. The disorder (entropy) of the universe always increases toward a maximum. (ব্রহ্মাণ্ডের বিশৃঙ্খলা (এন্ট্রোপি) সর্বদা সর্বাধিকের দিকে বৃদ্ধি পায়)
  3. Both statements a and b are correct. (উভয় বিবৃতি a এবং b সঠিক)
  4. Neither statement a nor b is correct. (a এবং b উভয়ই সঠিক নয়)
সঠিক উত্তর:
Both statements a and b are correct. (উভয় বিবৃতি a এবং b সঠিক)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Both statements a and b are correct. (উভয় বিবৃতি a এবং b সঠিক)
ব্যাখ্যা

The first law of thermodynamics (energy conservation) is expressed as the total energy of the universe remaining constant. (প্রথম  ‍সূত্র অনুযায়ী, বিশ্বে মোট শক্তি অপরিবর্তিত থাকে।)
The second law of thermodynamics is expressed through entropy, indicating that the disorder of the universe always tends to increase. (দ্বিতীয় সূত্র অনুযায়ী, বিশ্বে এন্ট্রোপি বা বিশৃঙ্খলা সর্বদা বৃদ্ধি পায়।)
Clausius combined these ideas to summarize the essence of both laws. (ক্লাসিয়াস এই ধারণাগুলো একত্রিত করে উভয় সূত্রের সারমর্ম প্রকাশ করেছেন।)
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২৪.
A 2 mol monatomic ideal gas is heated at constant volume from 300 K to 400 K. If Cv=(3/2)R, calculate the heat absorbed. [R = 8.314J/mol K) [(একটি 2 মোল এক-পরমাণু আদর্শ গ্যাস ধ্রুব আয়তনে 300 K থেকে 400 K পর্যন্ত উত্তপ্ত করা হয়। যদি Cv= (3/2)R, হয়, শোষিত তাপ কত হবে, [R = 8.314J/mol K)]
  1. 24.9 k4J
  2. 2.49 kJ
  3. 8.314 kJ
  4. 12.471 kJ
সঠিক উত্তর:
2.49 kJ
উত্তর
সঠিক উত্তর:
2.49 kJ
ব্যাখ্যা



[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২৫.
What is the specific heat of water? (পানির আপেক্ষিক তাপ কত?)
  1. 9.875 joule/gram°C
  2. 4.186 joule/gram°C
  3. 1.142 joule/gram°C
  4. 6.989 joule/gram°C
সঠিক উত্তর:
4.186 joule/gram°C
উত্তর
সঠিক উত্তর:
4.186 joule/gram°C
ব্যাখ্যা

The specific heat of water is the amount of heat required to raise the temperature of 1 gram of water by 1 °C. It is well-known as: c=4.186 J/g°C
আপেক্ষিক তাপ  হলো 1 গ্রাম পানির তাপমাত্রা 1 °C বাড়াতে যে পরিমাণ তাপ প্রয়োজন, তা। 
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২৬.
"The entropy produced in any irreversible process is always"
  1. Greater than zero
  2. Less than zero
  3. Unchanging
  4. Could be positive or negative depending on heat transfer
সঠিক উত্তর:
Greater than zero
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Greater than zero
ব্যাখ্যা

The entropy produced in any process refers to the irreversible generation of entropy within the system. According to the Second Law of Thermodynamics, entropy generation is always non-negative.

For a reversible process: entropy produced = 0
For an irreversible process: entropy produced > 0
Thus, entropy produced is always greater than or equal to zero.

যেকোনো প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন এন্ট্রোপি বলতে বোঝায় সিস্টেমের ভেতরে অপরিবর্তনীয়ভাবে এন্ট্রোপি সৃষ্টি। তাপগতিবিদ্যার দ্বিতীয় নিয়ম অনুযায়ী, এন্ট্রোপি উৎপন্ন সবসময় শূন্য বা তার বেশি।

প্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়ায়: উৎপন্ন এন্ট্রোপি = 0
অপ্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়ায়: উৎপন্ন এন্ট্রোপি > 0
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২৭.
A spherical helium balloon has a diameter of 10 m, is at 15° C, and the pressure is 100 kPa. What is the mass of helium contained in the balloon? (একটি গোলাকার হিলিয়াম বেলুনের ব্যাস 10 m, তাপমাত্রা 15° C এবং চাপ 100 kPa। বেলুনে কত কেজি হিলিয়াম রয়েছে?
  1. 78.5 kg 
  2. 87.5 kg
  3. 57.5 kg
  4. 75.5 kg
সঠিক উত্তর:
87.5 kg
উত্তর
সঠিক উত্তর:
87.5 kg
ব্যাখ্যা



[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

২৮.
Entropy arises as a result of: (এন্ট্রোপি নিম্নলিখিত কারণে সৃষ্ট হয়)
  1. Changes in macroscopic variables (ম্যাক্রোস্কোপিক চলকের পরিবর্তনের কারণে)
  2. Mass changes only (শুধুমাত্র ভরের পরিবর্তনের কারণে)
  3. Temperature only (শুধুমাত্র তাপমাত্রার কারণে)
  4. Volumetric changes only (শুধুমাত্র আয়তনের পরিবর্তনের কারণে)
সঠিক উত্তর:
Changes in macroscopic variables (ম্যাক্রোস্কোপিক চলকের পরিবর্তনের কারণে)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Changes in macroscopic variables (ম্যাক্রোস্কোপিক চলকের পরিবর্তনের কারণে)
ব্যাখ্যা

Entropy arises due to changes in macroscopic properties of a system, such as temperature, pressure, and volume, rather than being caused by mass changes or a single property alone. It is a measure of the disorder or randomness associated with the microscopic states corresponding to the macroscopic conditions.


এন্ট্রোপি উৎপন্ন হয় সিস্টেমের ভৌত/macroscopic বৈশিষ্ট্যের পরিবর্তনের কারণে, যেমন তাপমাত্রা, চাপ এবং আয়তন, শুধু ভরের পরিবর্তন বা একক বৈশিষ্ট্যের কারণে নয়। এটি সেই অণুগুলোর বিশৃঙ্খলা বা এলোমেলো অবস্থার পরিমাপ, যা ভৌত অবস্থার সঙ্গে সম্পর্কিত।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

২৯.
Which of the following is used as a standard fixed point in thermometry? (তাপমাত্রা পরিমাপে কোনটি মানদণ্ড হিসাবে ব্যবহার করা হয়?)
  1. Triple point of water (পানির ত্রৈধ বিন্দু)
  2. Ice point (বরফ বিন্দু)
  3. Steam point (বাষ্প বিন্দু)
  4. All of the above (উপরের সবকটি)
সঠিক উত্তর:
Triple point of water (পানির ত্রৈধ বিন্দু)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Triple point of water (পানির ত্রৈধ বিন্দু)
ব্যাখ্যা

The triple point of water is the internationally accepted standard fixed point in thermometry. It occurs at 0.01 °C and a pressure of 611 Pa, where ice, liquid water, and water vapor coexist in equilibrium. Unlike the ice point or steam point, it is reproducible with high precision, making it the standard reference for calibrating thermometers.

Steam point (100 °C) and ice point (0 °C) are traditional reference points but are less precise due to variations in atmospheric pressure.

পানির ত্রৈপদবিন্দু (Triple Point) তাপমাত্রা পরিমাপের আন্তর্জাতিকভাবে স্বীকৃত স্থির বিন্দু। এটি ঘটে 0.01 °C তাপমাত্রা এবং 611 Pa চাপে, যেখানে বরফ, তরল জল এবং জলের বাষ্প সমতায় অবস্থায় একসাথে থাকে। আয়নবিন্দু বা বাষ্পবিন্দুর তুলনায়, ত্রৈপদবিন্দু উচ্চ সঠিকভাবে পুনরুত্পাদনযোগ্য, তাই এটি থার্মোমিটার ক্যালিব্রেট করার মানক রেফারেন্স হিসেবে ব্যবহৃত হয়।

পরম্পরাগত রেফারেন্স পয়েন্ট বাষ্পবিন্দু (100 °C) এবং বরফবিন্দু (0 °C) হলেও, বায়ুমণ্ডলের চাপের পার্থক্যের কারণে সেগুলি কম সঠিক।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

৩০.
The standard entropy of water at 0°C is considered to be (0°C তাপমাত্রায় পানির এনট্রপির আদর্শ মান ধরা হয়-)
  1. 1 unit
  2. 0 units
  3. -1 unit
  4. 10 units
সঠিক উত্তর:
0 units
উত্তর
সঠিক উত্তর:
0 units
ব্যাখ্যা

The standard entropy of a substance is defined relative to a reference point. For water at 0 °C (273 K), the entropy is considered zero according to the third law of thermodynamics, which states that the entropy of a perfect crystalline substance at absolute zero is zero.

Bangla (বাংলা):
একটি পদার্থের মানক এন্ট্রোপি সংজ্ঞায়িত করা হয় একটি নির্দিষ্ট রেফারেন্স বিন্দুর সঙ্গে। পানির জন্য 0 °C (273 K)-এ, তাপগতিবিদ্যার তৃতীয় নিয়ম অনুযায়ী এন্ট্রোপি শূন্য ধরা হয়, যা বলে যে সম্পূর্ণ ক্রিস্টাল পদার্থের এন্ট্রোপি শূন্য কেলভিনে শূন্য।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

৩১.
A device that performs work by utilizing heat that naturally flows from a high-temperature source to a low-temperature sink is called: (একটি যন্ত্র যা উচ্চ তাপমাত্রার উৎস থেকে নিম্ন তাপমাত্রার সিঙ্কের দিকে স্বাভাবিকভাবে প্রবাহিত তাপ ব্যবহার করে কাজ সম্পন্ন করে, তাকে বলা হয়:)
  1. Carnot machine (কার্নট যন্ত্র)
  2. Heat engine (তাপ ইঞ্জিন)
  3. Cyclic machine (সাইক্লিক যন্ত্র)
  4. All of the above (উপরের সবকটি)
সঠিক উত্তর:
Heat engine (তাপ ইঞ্জিন)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Heat engine (তাপ ইঞ্জিন)
ব্যাখ্যা

English:
A device that performs work by utilizing heat that naturally flows from a high-temperature source to a low-temperature sink is called a heat engine. It converts part of the heat energy into mechanical work while rejecting the remaining heat to the cold reservoir.

Bangla (বাংলা):
একটি যন্ত্র যা উচ্চ তাপমাত্রার উৎস থেকে নিম্ন তাপমাত্রার সিঙ্কের দিকে স্বাভাবিকভাবে প্রবাহিত তাপ ব্যবহার করে কাজ সম্পন্ন করে, তাকে তাপ ইঞ্জিন (Heat Engine) বলা হয়। এটি তাপশক্তির একটি অংশকে যান্ত্রিক কাজের শক্তিতে রূপান্তরিত করে এবং অবশিষ্ট তাপ শীতল রিজার্ভোয়ারে ত্যাগ করে।

Answer / সঠিক উত্তর: Heat Engine (তাপ ইঞ্জিন)
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

৩২.
A piston-cylinder system holds 1 kg of methane gas at 100 kPa and 20 °C. The gas undergoes a reversible isothermal compression until the pressure reaches 800 kPa. Determine the work done on the gas during this process.
(একটি পিস্টন-সিলিন্ডার সিস্টেমে 1 kg মিথেন গ্যাস 100 kPa চাপ এবং 20 °C তাপমাত্রায় রয়েছে। গ্যাসটি প্রতিসম সম-তাপীয় সংকোচনের মধ্য দিয়ে যায় যতক্ষণ না চাপ 800 kPa হয়। এই প্রক্রিয়ায় গ্যাসের উপর করা কাজ কত হবে?)
  1. - 116.0 kJ
  2.  - 316.0 kJ
  3. - 216.0 kJ
  4. - 416.0 kJ
সঠিক উত্তর:
 - 316.0 kJ
উত্তর
সঠিক উত্তর:
 - 316.0 kJ
ব্যাখ্যা



[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

৩৩.
The number of degrees of freedom of an oxygen molecule (O2) at room temperature is: (রুম তাপমাত্রায় অক্সিজেন অণু (O2)-এর স্বাধীনতার মাত্রা কত?)
  1. 6
  2. 5
  3. 9
  4. 4
সঠিক উত্তর:
5
উত্তর
সঠিক উত্তর:
5
ব্যাখ্যা

The degrees of freedom of a molecule include translational, rotational, and vibrational motions.

For an O₂ molecule at room temperature:

Translational: 3 (motion along x, y, z)
Rotational: 2 (rotation about axes perpendicular to the bond; rotation along bond axis is negligible)
Vibrational: 0 (vibrational modes are not excited at room temperature)
Total degrees of freedom: 3+2+0 = 5

Bangla (বাংলা):
একটি O₂ অণুর স্বাধীনতার মাত্রা (degrees of freedom) হলো:

স্থানান্তরীয় (Translational): 3 (x, y, z দিকে)
ঘূর্ণনীয় (Rotational): 2 (বন্ধনের লম্বা অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণন negligible)
কম্পনীয় (Vibrational): 0 (রুম টেম্পারেচারে কম্পন উত্তেজিত হয় না)
মোট degrees of freedom: 3+2+0 = 5

[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৩৪.
Which of the following scales of temperature never has a negative value? (নিম্নলিখিত কোন তাপমাত্রার স্কেলে কখনও ঋণাত্মক মান নেই?)
  1. Celsius (সেলসিয়াস)
  2. Kelvin (কেলভিন)
  3. Reaumur (রেয়মার)
  4. Fahrenheit (ফারেনহাইট)
সঠিক উত্তর:
Kelvin (কেলভিন)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Kelvin (কেলভিন)
ব্যাখ্যা

The Kelvin scale is an absolute temperature scale with its zero point at absolute zero, the lowest possible temperature. By definition, it never has negative values.

Other scales (Celsius, Fahrenheit, Reaumur) can go below zero depending on the temperature.

Bangla (বাংলা):
কেলভিন স্কেল হলো একটি পরম তাপমাত্রা স্কেল, যার শূন্য বিন্দু হলো অ্যাবসোলিউট শূন্য, সর্বনিম্ন সম্ভাব্য তাপমাত্রা। সংজ্ঞা অনুযায়ী, এটি কখনও ঋণাত্মক হয় না।

অন্য স্কেলগুলো (সেলসিয়াস, ফারেনহাইট, রেউমার) শূন্যের নিচে যেতে পারে।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৩৫.
For 1 mole of an ideal diatomic gas (γ = 1.4), initially at P = 1 atm,V = 22.4 L, if it expands adiabatically to double its volume, the work done is approximately: [(এক মোল আদর্শ দ্বি-পরমাণু গ্যাস (γ = 1.4), প্রাথমিকভাবে P = 1 atm, V = 22.4 L-এ, যদি রুদ্ধতাপীয় সম্প্রসারণ করে এর আয়তন দ্বিগুণ হয়, তবে প্রায় কত কাজ সম্পন্ন হয়?)]
  1. 900 J
  2. 1375 J
  3. 1400 J
  4. 1800 J
সঠিক উত্তর:
1375 J
উত্তর
সঠিক উত্তর:
1375 J
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

৩৬.
Under which condition does a real gas behave most like an ideal gas? (কোন পরিস্থিতিতে একটি বাস্তব গ্যাস সবচেয়ে বেশি আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে?)
  1. High pressure and low temperature (উচ্চ চাপ এবং নিম্ন তাপমাত্রা)
  2. Low pressure and high temperature (নিম্ন চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা)
  3. Low pressure and low temperature (নিম্ন চাপ এবং নিম্ন তাপমাত্রা)
  4. High pressure and high temperature (উচ্চ চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা)
সঠিক উত্তর:
Low pressure and high temperature (নিম্ন চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Low pressure and high temperature (নিম্ন চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা)
ব্যাখ্যা

English:
A real gas behaves most like an ideal gas when intermolecular forces and molecular volumes can be neglected. This occurs at:

Low pressure → molecules are far apart, reducing intermolecular interactions
High temperature → kinetic energy dominates over attractive forces
So, low pressure and high temperature is the ideal condition.

Bangla (বাংলা):
একটি বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের মতো আচরণ করে যখন অণুগুলোর মধ্যে আকর্ষণ এবং অণুর আয়তন উপেক্ষণযোগ্য হয়। এটি ঘটে:

কম চাপ → অণুগুলো দূরে থাকে, আকর্ষণ কম হয়
উচ্চ তাপমাত্রা → কাইনেটিক শক্তি আকর্ষণের চেয়ে বেশি
অতএব, আদর্শ অবস্থাঃ কম চাপ এবং উচ্চ তাপমাত্রা।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৩৭.
Which of the following thermodynamic functions is maximized for a spontaneous process at constant temperature and volume? (ধ্রুব তাপমাত্রা এবং আয়তনে স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়ায় কোন তাপগতীয় ফাংশন সর্বাধিক হয়?)
  1. Enthalpy (H)
  2. Helmholtz Free Energy (A)
  3. Gibbs Free Energy (G)
  4. Internal Energy (U)
সঠিক উত্তর:
Helmholtz Free Energy (A)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Helmholtz Free Energy (A)
ব্যাখ্যা

For a spontaneous process at constant temperature and volume, the Helmholtz free energy (A = U – TS) decreases. Spontaneous processes minimize Helmholtz free energy, not maximize it.

Enthalpy (H) → relevant at constant pressure
Gibbs free energy (G) → relevant at constant pressure and temperature
Internal energy (U) → not necessarily minimized or maximized
So no thermodynamic function is maximized; spontaneity corresponds to minimization of Helmholtz free energy.

Bangla (বাংলা):
স্থির তাপমাত্রা এবং আয়তনের অধীনে একটি স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়ায়, হেল্মহল্টজ ফ্রি এনার্জি (A = U – TS) সর্বদা হ্রাস পায়। স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়াগুলো হেল্মহল্টজ ফ্রি এনার্জি হ্রাসে পরিচালিত হয়, বৃদ্ধি নয়।

এনথালপি (H) → স্থির চাপের জন্য প্রাসঙ্গিক
গিবস ফ্রি এনার্জি (G) → স্থির চাপ ও তাপমাত্রার জন্য প্রাসঙ্গিক
অভ্যন্তরীণ শক্তি (U) → প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে সরাসরি সর্বাধিক বা সর্বনিম্ন নয়
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-2]

৩৮.
If the ambient temperature is 300 K, the rate of cooling of a body at 600 K is H. What will be its rate of cooling when the same body is at 900 K in the same surroundings? (যদি পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা 300 K হয়, একটি বস্তুর 600 K-এ তাপক্ষয় হার H হয়। একই পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রায় 900 K-এ বস্তুর তাপক্ষয় হার কত হবে?)
  1. 16 H
  2. 0.187 H
  3. 3 H
  4. 5.33 H
সঠিক উত্তর:
5.33 H
উত্তর
সঠিক উত্তর:
5.33 H
ব্যাখ্যা




[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৩৯.
According to the kinetic theory of gases, which statement is true? (গ্যাসের গতি তত্ত্ব অনুযায়ী, কোন বিবৃতিটি সত্য?)
  1. The mean kinetic energy of a gas molecule varies with the square root of temperature (গ্যাস অণুর গড় গতিশক্তি তাপমাত্রার বর্গমূলের সঙ্গে পরিবর্তিত হয়)
  2. The mean kinetic energy of a gas molecule does not depend on temperature (গ্যাস অণুর গড় গতিশক্তি তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে না)
  3. The overall kinetic energy of the gas depends solely on pressure (গ্যাসের মোট গতিশক্তি শুধুমাত্র চাপের উপর নির্ভর করে)
  4. The mean kinetic energy of a gas molecule is directly proportional to the absolute temperature (গ্যাস অণুর গড় গতিশক্তি সরাসরি পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক)
সঠিক উত্তর:
The mean kinetic energy of a gas molecule is directly proportional to the absolute temperature (গ্যাস অণুর গড় গতিশক্তি সরাসরি পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
The mean kinetic energy of a gas molecule is directly proportional to the absolute temperature (গ্যাস অণুর গড় গতিশক্তি সরাসরি পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক)
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪০.
Gibbs free energy G is defined as: (Symbols have their meaning)(গিবস মুক্ত শক্তি G কে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে: প্রতীকগ্রলো তাদের প্রকৃত অর্থ পওকাশ করে)
  1. G = H - TS
  2. G = A + TS
  3. G = U + PV - TS
  4. G = U - TS
সঠিক উত্তর:
G = H - TS
উত্তর
সঠিক উত্তর:
G = H - TS
ব্যাখ্যা

Gibbs free energy (G) is a thermodynamic potential that measures the maximum reversible work obtainable from a system at constant temperature and pressure. It is defined as: G=H−TS where H is enthalpy, T is absolute temperature, and S is entropy.

Bangla (বাংলা):
গিবস ফ্রি এনার্জি (G) হলো একটি তাপগতিবিদ্যাগত সম্ভাব্য শক্তি, যা একটি সিস্টেম থেকে স্থির তাপমাত্রা ও চাপের অধীনে সর্বাধিক প্রত্যাবর্তনযোগ্য কাজ নির্ধারণ করে। এটি সংজ্ঞায়িত হয়:

G=H−TS যেখানে H হলো এনথালপি, T হলো পরম তাপমাত্রা, এবং S হলো এন্ট্রোপি।
 [Source: Thermodynamics: An Engineering Approach by Yunus A. Çengel and Michael A. Boles & NCTB HSC Physics Book Part-2]

৪১.
A liquid has a latent heat of vaporization L = 40.7 kJ/mol. At 373 K, its vapor pressure is 1 atm. Using the Clausius-Clapeyron equation, what will be its approximate vapor pressure at 363 K?
(Assume L is constant) (একটি তরলের বাষ্পায়নের সুপ্ত তাপ L = 40.7 kJ/mol। 373 K-এ এর বাষ্প চাপ 1 atm। ক্লসিয়াস-ক্ল্যাপেয়র সমীকরণ ব্যবহার করে, 363 K-এ প্রায় কত বাষ্প চাপ হবে? L ধ্রুব ধরে নেওয়া হয়েছে)
  1. 0.5 atm
  2. 0.7 atm
  3. 0.9 atm
  4. 1.2 atm
সঠিক উত্তর:
0.7 atm
উত্তর
সঠিক উত্তর:
0.7 atm
ব্যাখ্যা


 [Source: Thermodynamics: An Engineering Approach by Yunus A. Çengel and Michael A. Boles & NCTB HSC Physics Book Part-2]

৪২.
In the kinetic molecular theory, which factor does NOT affect the pressure of a gas? (আনবিক গতি তত্ত্ব অনুযায়ী, কোন কারণটি গ্যাসের চাপকে প্রভাবিত করে না?)
  1. Type of gas (গ্যাসের ধরন)
  2. Temperature (তাপমাত্রা)
  3. Volume (আয়তন)
  4. Number of particles (কণার সংখ্যা)
সঠিক উত্তর:
Type of gas (গ্যাসের ধরন)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Type of gas (গ্যাসের ধরন)
ব্যাখ্যা

According to the kinetic molecular theory, the pressure of a gas depends on:

Number of particles (N)
Temperature (T)
Volume (V)
It does not depend on the type of gas, because all ideal gas molecules are assumed to behave identically regardless of mass or chemical nature.

আনবিক গতি তত্ত্ব অনুযায়ী, একটি গ্যাসের চাপ নির্ভর করে:

অণুর সংখ্যা (N)
তাপমাত্রা (T)
আয়তন (V)
এটি গ্যাসের প্রকারের উপর নির্ভর করে না, কারণ আদর্শ গ্যাসের অণুগুলোকে তাদের ভর বা রাসায়নিক প্রকৃতির উপর নির্বিশেষে একইভাবে আচরণকারী ধরা হয়।
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৩.
Two containers, A and B, each contain 1 mole of ideal gas at the same temperature. Gas in A is monatomic, in B is diatomic. Which of the following is true regarding average kinetic energy and rms speed? (দুইটি কন্টেইনার, A এবং B, প্রতিটিতে 1 মোল আদর্শ গ্যাস রয়েছে একই তাপমাত্রায়। A-তে গ্যাস এক-পরমাণু, B-তে দ্বি-পরমাণু। গড় কাইনেটিক শক্তি এবং rms বেগ সম্পর্কিত কোনটি সত্য?)
  1. Eavg, A > Eavg, B ; Crms, A > Crms, B​
  2. Eavg, A = Eavg, B ; Crms, A > Crms, B​
  3. Eavg, A < Eavg, B ; Crms, A < Crms, B​
  4. Eavg, A = Eavg, B ;Crms, A = Crms, B​
সঠিক উত্তর:
Eavg, A = Eavg, B ; Crms, A > Crms, B​
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Eavg, A = Eavg, B ; Crms, A > Crms, B​
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৪.
The Gibbs phase rule is expressed as: (গিবস ফেজ রুল প্রকাশ করা হয় নিম্নরূপ:)
  1. F = C- P + 1
  2. F = C - P +
  3. F = P + C - 2F 
  4. F = P + C + 2F 
সঠিক উত্তর:
F = C - P +
উত্তর
সঠিক উত্তর:
F = C - P +
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৫.
The pressure of an ideal gas is proportional to: (আদর্শ গ্যাসের চাপ কোনটির সঙ্গে সমানুপাতিক?)
  1. Average velocity of molecules (অণুগুলোর গড় বেগ)
  2. otal number of molecules only (শুধুমাত্র অণুর মোট সংখ্যা)
  3. Average square velocity of molecules (অণুগুলোর গড় বর্গ বেগ)
  4. Temperature only (শুধুমাত্র তাপমাত্রা)
সঠিক উত্তর:
Average square velocity of molecules (অণুগুলোর গড় বর্গ বেগ)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Average square velocity of molecules (অণুগুলোর গড় বর্গ বেগ)
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৬.
For an adiabatic reversible process in an ideal gas, which of the following statements is correct? [Symbols have their own physical significance] (আদর্শ গ্যাসে একটি রুদ্ধতাপীয় প্রতিসম প্রক্রিয়ার জন্য, নিচের কোন বিবৃতিটি সঠিক? [প্রতীকগুলোর নিজস্ব ভৌত অর্থ রয়েছে])
  1. Q ≠ 0, W = 0
  2. Q = 0, ΔU = -W
  3. Q = ΔU, ΔU = -W
  4. Q = ΔU, W = 0
সঠিক উত্তর:
Q = 0, ΔU = -W
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Q = 0, ΔU = -W
ব্যাখ্যা



[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৭.
Why do real gases deviate from the behavior of an ideal gas? (বাস্তব গ্যাস কেন আদর্শ গ্যাসের আচরণ থেকে বিচ্যুত হয়?)
  1. Because their molecules are polyatomic (কারণ এদের অণু বহুপদী)
  2. Because their molecules are extremely small (কারণ এদের অণু অত্যন্ত ছোট)
  3. Because they do not attract each other (কারণ এরা একে অপরকে আকর্ষণ করে না)
  4. Because their molecules exert intermolecular forces  (কারণ এদের অণু আন্তঃঅণু বল প্রয়োগ করে)
সঠিক উত্তর:
Because their molecules exert intermolecular forces  (কারণ এদের অণু আন্তঃঅণু বল প্রয়োগ করে)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
Because their molecules exert intermolecular forces  (কারণ এদের অণু আন্তঃঅণু বল প্রয়োগ করে)
ব্যাখ্যা

Real gases deviate from ideal behavior because molecules exert intermolecular forces (attractive or repulsive) and have finite volume.

Ideal gas assumes no intermolecular forces and point-like molecules.
At high pressure or low temperature, these effects become significant, causing deviations.
Bangla (বাংলা):

[বাস্তব গ্যাস আদর্শ গ্যাসের আচরণ থেকে সরে যায় কারণ অণুগুলো পরস্পরের উপর আকর্ষণ বা বিকর্ষণ শক্তি প্রয়োগ করে এবং সেগুলোর ভলিউম শেষ সীমিত।

আদর্শ গ্যাসে ধরা হয় কোনো আন্তঃঅণু শক্তি নেই এবং অণু বিন্দু আকৃতির।
উচ্চ চাপ বা কম তাপমাত্রায়, এই প্রভাবগুলি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং আচরণ ভিন্ন হয়।]
[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৮.
The efficiency of a Carnot engine operating between temperatures 600 K (source) and 300 K (sink) is: (600 K (উৎস) এবং 300 K (সিঙ্ক) তাপমাত্রার মধ্যে কাজ করা একটি কার্নট ইঞ্জিনের দক্ষতা কত?)
  1. 25%
  2. 50%
  3. 75%
  4. 55%
সঠিক উত্তর:
50%
উত্তর
সঠিক উত্তর:
50%
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৪৯.
Relation between r.m.s velocity and density of a gas is: (গ্যাসের r.m.s বেগ এবং ঘনত্বের মধ্যে সম্পর্ক হল:)
  1. directly proportional to the density of the gas (গ্যাসের ঘনত্বের সরাসরি সমানুপাতিক)
  2. directly proportional to the square of density (ঘনত্বের বর্গের সরাসরি সমানুপাতিক)
  3. inversely proportional to the square root of the density of the gas (গ্যাসের ঘনত্বের বর্গমূলের বিপরীত সমানুপাতিক)
  4. inversely proportional to the square of density (ঘনত্বের বর্গের বিপরীত সমানুপাতিক)
সঠিক উত্তর:
inversely proportional to the square root of the density of the gas (গ্যাসের ঘনত্বের বর্গমূলের বিপরীত সমানুপাতিক)
উত্তর
সঠিক উত্তর:
inversely proportional to the square root of the density of the gas (গ্যাসের ঘনত্বের বর্গমূলের বিপরীত সমানুপাতিক)
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]

৫০.
Kinetic Energy (K.E.) of gas molecules is zero at: (গ্যাস অণুর গতিশক্তি (K.E.) কখন শূন্য হয়?)
  1. 0°C
  2. 273°C
  3. -273°C
  4. none of the above
সঠিক উত্তর:
-273°C
উত্তর
সঠিক উত্তর:
-273°C
ব্যাখ্যা


[Source: NCTB HSC Physics Book Part-1]