2019 A/L Physics Past Paper · Question 30 (Sinhala Medium)

Answer: (3) 720 J

දී ඇති තොරතුරු

අප දන්නා දේ:

$A$ හි පීඩනය $2 \times 10^4$ Pa ය, පරිමාව $3 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$ ය.

$B$ හි පීඩනය $6 \times 10^4$ Pa ය, පරිමාව $3 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$ ය.

$C$ හි පීඩනය $6 \times 10^4$ Pa ය, පරිමාව $6 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$ ය.

$D$ හි පීඩනය $2 \times 10^4$ Pa ය, පරිමාව $6 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$ ය.

$AB$ හි තාපය $Q_{AB} = 200$ J ය. $BC$ හි තාපය $Q_{BC} = 700$ J ය.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ:

$ADC$ මාර්ගය ඔස්සේ අභ්‍යන්තර ශක්තියේ වෙනස $\Delta U_{ADC}$.

අදාළ න්‍යාය

සම්බන්ධතාව:

$$\Delta Q = \Delta U + \Delta W$$

අභ්‍යන්තර ශක්තිය රඳා පවතින්නේ ආරම්භක සහ අවසාන අවස්ථා මත පමණි. මාර්ගය මත නොවේ.

වායුව කරන කාර්යය $P$–$V$ ප්‍රස්තාරය යටතේ ඇති වර්ගඵලයයි.

නියත පීඩනයේ දී $W = P\Delta V$ ය. නියත පරිමාවේ දී $W = 0$ ය.

යම් පද්ධතියක සඵල තාප හුවමාරුව $\Delta Q$ ද, අභ්‍යන්තර ශක්තියෙහි වෙනස් වීම $\Delta U$ ද සිදු කරනු ලබන කාර්යය $\Delta W$ ද නම්, $$\Delta Q = \Delta U + \Delta W$$

අවශ්‍ය සමීකරණ

$\Delta U = \Delta Q - \Delta W$

$W = P\,\Delta V$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

සැලැස්ම.

$\Delta U$ මාර්ගය මත රඳා නොපවතී.

එබැවින් තාප දන්නා $ABC$ ඔස්සේ $A$ සිට $C$ දක්වා $\Delta U$ සොයමු.

එය $ADC$ සඳහා ද පිළිතුරයි.

තර්කය / ගණනය

$0$

$W_{AB} = 0$

$200$

$\Delta U_{AB} = 200 - 0$

$180$

$W_{BC} = 6 \times 10^4 \times (6 - 3) \times 10^{-3}$

$520$

$\Delta U_{BC} = 700 - 180$

$720$

$\Delta U_{AC} = 200 + 520$

$\Delta U_{ADC} = \Delta U_{ABC}$

පරීක්ෂා කිරීම

ඒකක පරීක්ෂා කරමු.

$\text{Pa} \times \text{m}^3 = \text{N m}^{-2} \times \text{m}^3 = \text{N m} = \text{J}$.

සියලු කාර්ය J වලින් ඇත.

පිළිතුර ගැළපේ ද?

$ADC$ හි කාර්යය $W_{AD} = 2 \times 10^4 \times 3 \times 10^{-3} = 60$ J පමණි.

එබැවින් මෙම මාර්ගයේ තාපය $720 + 60 = 780$ J ය.

එය $ABC$ හි 900 J ට වඩා අඩු ය. මන්ද වායුව අඩු කාර්යයක් කරන නිසා ය.

$\Delta U$ මාර්ග දෙකේම 720 J ය.

$Qab + Qbc - P * dV$

නිගමනය

$\Delta U = 720\ \text{J}$

$\Delta U_{AC} = 200 + (700 - 180) = 720$ J.

අභ්‍යන්තර ශක්තිය මාර්ගය මත රඳා නොපවතී.

එබැවින් $ADC$ ඔස්සේ ද එය 720 J ය.

පිළිතුර වරණය (3) යි.

$ADC$ මාර්ගයේ තාපය දී නැති නිසා සෙවිය නොහැකි යැයි සැලකීම.

අභ්‍යන්තර ශක්තිය රඳා පවතින්නේ ආරම්භක සහ අවසාන අවස්ථා මත පමණි. එක් මාර්ගයක සොයාගත් $\Delta U$ සෑම මාර්ගයකටම වලංගු ය.