2022 A/L Physics Past Paper · Question 42 (Sinhala Medium)

Answer: (1) ප්‍රස්තාරය (1)

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

දන්නා දේ:

පරිපූර්ණ වායුවක දී ඇති ස්කන්ධයක් $a$ අවස්ථාවේ සිට $b$ අවස්ථාවට යයි.

රූපයෙන් පෙන්වන්නේ වායුවේ මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තිය $E$ එහි පරිමාව $V$ ට එදිරිව ය. එය සරල රේඛාවකි. පස්සට ඇන්දහොත් එය මූල ලක්ෂ්‍යය $0$ ට ළඟා වේ. එබැවින් $E$ පරිමාව $V$ ට සමානුපාතික ය.

සංඛ්‍යා නැත. අකුරු තබාගෙන, පසුව නියැදි අගයන්ගෙන් පරීක්ෂා කරමු. $a$ හිදී $V = 2$, $E = 6$. $b$ හිදී $V = 5$, $E = 15$.

සෙවිය යුතු දේ: පීඩනය $P$ පරිමාව $V$ ට එදිරිව ප්‍රස්තාරය.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$E$ ($\text{J}$): වායුවේ මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තිය.

$V$ ($\text{m}^3$): වායුවේ පරිමාව.

$P$ ($\text{Pa}$): වායුවේ පීඩනය.

$T$ ($\text{K}$): වායුවේ කෙල්වින් පරිමාණයේ උෂ්ණත්වය.

$n$ ($\text{mol}$): වායුවේ ප්‍රමාණය, එය වෙනස් නොවේ.

$R$ ($\text{J mol}^{-1}\text{K}^{-1}$): වායු නියතය.

අදාළ න්‍යාය

සිදු වන්නේ කුමක් ද:

වායුව $a$ සිට $b$ දක්වා ප්‍රසාරණය වේ. එහි පරිමාව වැඩි වේ, එහි මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තියත් වැඩි වේ.

වායුවක මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තිය එහි කෙල්වින් උෂ්ණත්වය සමග යයි. එබැවින් $T$ යනු $E$ ට සමානුපාතිකව වැඩි වේ.

වායුව $PV = nRT$ අනුගමනය කරයි. මෙය භාවිත කර $P$ සොයමු.

(වායු සඳහා $KE \propto \theta$ හෙයින්)

මේ අනුව, දෙන ලද වායු ස්කන්ධයක් සඳහා $\frac{pV}{T} = a$ නියතයකි. මෙය වායුවක අවස්ථා සමීකරණයයි.

පළමු උපුටා දැක්වීම නියත උෂ්ණත්වයේ වායුවක් ගැන ය. එහි කියන්නේ $KE$ කෙල්වින්වලින් $\theta$ ට සමානුපාතික බවයි. අපට අවශ්‍ය සම්බන්ධය එයයි: $E$ යනු $T$ ට සමානුපාතික ය.

උදාහරණයක් ලෙස, අව්වේ තැබූ බැලූනයක්. ඇතුළත වාතය රත් වේ, බැලූනය ඉදිමේ. මෘදු රබර් නිසා ඇතුළත පීඩනය පිටත වාතයේ පීඩනයට ආසන්නව පවතී. එබැවින් පීඩනය ආසන්න වශයෙන් වෙනස් නොවී පවතින අතර පරිමාව උෂ්ණත්වයට සමානුපාතිකව වැඩි වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$E \propto T$

$T \propto V$

$P = \dfrac{nRT}{V}$

$P = nR\dfrac{T}{V} = \text{නියතයකි}$

තර්කය / ගණනය

$\text{mol} \times \text{J mol}^{-1}\text{K}^{-1} \times \text{K} \div \text{m}^3 = \text{J m}^{-3} = \text{Pa}$, එබැවින් පිළිතුර පීඩනයකි.

$3$

$\dfrac{E}{V} = \dfrac{6}{2}$

$\dfrac{E}{V} = \dfrac{15}{5}$

$a$ හිදීත් $b$ හිදීත් $\dfrac{E}{V}$ එක සමාන ය. $P$ යනු $\dfrac{T}{V}$ සමග යයි, එය $\dfrac{E}{V}$ සමග යයි, එබැවින් $a$ හිදීත් $b$ හිදීත් පීඩනය එක සමාන ය.

එක ම පීඩනයක් ඇති $P$–$V$ ප්‍රස්තාරය තිරස් රේඛාවකි. එය ප්‍රස්තාරය (1) ය.

ප්‍රස්තාර පහ පරීක්ෂා කරන්න.

ප්‍රස්තාරය (1) තිරස් ය. $a$ හිදීත් $b$ හිදීත් පීඩනය එක සමාන ය.

ප්‍රස්තාර (2) සහ (3) ඉහළ යයි, ප්‍රස්තාර (4) සහ (5) පහත වැටේ. ඒ සෑම එකක ම $b$ හි පීඩනය $a$ හි පීඩනයෙන් වෙනස් ය.

ප්‍රස්තාරය (1) ගැළපේ.

පරීක්ෂා කිරීම

$e / v$

මෙය සාධාරණ ද?

ප්‍රසාරණය වන විට වායුව රත් වේ. නියත පීඩනයක ප්‍රසාරණය වන වායුවක් රත් වේ, අව්වේ ඇති බැලූනය මෙන්.

වායුව ප්‍රසාරණය වන විට පීඩනය අඩු වුවහොත් $PV$ ගුණිතය $V$ ට වඩා සෙමින් වැඩි වේ, $E$ පරිමාව $V$ ට සමානුපාතික නොවේ. මෙහි $E$ ප්‍රස්තාරය මූල ලක්ෂ්‍යය හරහා යන සරල රේඛාවකි, එය තිරස් $P$ ප්‍රස්තාරයකට ගැළපේ.

නිගමනය

$\text{ප්‍රස්තාරය }(1)$

$a$ සිට $b$ දක්වා පීඩනය වෙනස් නොවේ. ප්‍රස්තාරය (1).

පිළිතුර (1) ය.

පරිපූර්ණ වායුවක මධ්‍යන්‍ය චාලක ශක්තිය කෙල්වින් උෂ්ණත්වය සමග යයි, $PV = nRT$.

එබැවින් $PV$ යනු $E$ සමග යයි. $E$ පරිමාව $V$ ට සමානුපාතික නම් $V$ න් බෙදූ විට පීඩනය නියතයකි.

විභාග ඉඟිය