2023 A/L Physics Past Paper · Question 06 (Sinhala Medium)

Answer: (4) දහසය ගුණයකින් වැඩිවේ.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: කෘෂ්ණ වස්තුවක නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය $2$ ගුණයක් වන විට, ඒකක වර්ගඵලයකින් ඒකක කාලයකදී විකිරණය වන ශක්තිය කී ගුණයක් වේ ද යන්නයි.

ප්‍රශ්න පත්‍රය කියන්නේ "දෙගුණයකින් ඉහළ දැමූ විට" කියා ය. එහි තේරුම උෂ්ණත්වය $2$ ගුණයක් වන බවයි. විකල්ප ද කියවන්නේ එසේ ම ය.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$E$ ($\text{W m}^{-2}$): ඒකක වර්ගඵලයකින් ඒකක කාලයකදී විකිරණය වන ශක්තිය.

$T$ ($\text{K}$): කෘෂ්ණ වස්තුවේ නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය.

$\sigma$ ($\text{W m}^{-2}\,\text{K}^{-4}$): ස්ටෙෆාන් නියතය.

අදාළ න්‍යාය

රත් වූ කෘෂ්ණ වස්තුවක ඒකක වර්ගඵලයකින් විකිරණය වන මුළු ක්ෂමතාව ඒ වස්තුවේ නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වයේ සිව්වන බලයට අනුලෝමව සමානුපාතික වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$E = \sigma T^4$

තර්කය / ගණනය

වෙනස් නොවන දේ: නියතය $\sigma$ සහ කෘෂ්ණ වස්තුව.

වෙනස් වන දේ: නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය $T$ සහ ඒ සමග ශක්තිය $E$.

උදාහරණයක් ලෙස, විදුලි උදුනක දඟරයක් රත් වන හැටි බලන්න.

මුලින් එය අඳුරු රතු පැහැයෙන් දිලේ. පසුව දීප්තිමත් තැඹිලි පැහැයෙන් දිලේ, එහි සෑම කොටසක් ම සෑම තත්පරයක් ම බොහෝ වැඩි තාපයක් සහ ආලෝකයක් පිට කරයි.

එය සුළු වැඩි වීමක් නොවේ. නියමයට අනුව ශක්තිය $T$ හි සිව්වන බලයට අනුව යයි. එබැවින් $T$ හි සුළු ඉහළ යාමක් $E$ හි විශාල ඉහළ යාමක් ඇති කරයි.

පළමු උෂ්ණත්වයටත් දෙවන උෂ්ණත්වයටත් නියමය ලියා, බෙදන්න.

$$E_1 = \sigma T_1^4 \qquad E_2 = \sigma T_2^4$$

$$\dfrac{E_2}{E_1} = \left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)^4$$

නියතය $\sigma$ කැපී යයි.

අලුත් උෂ්ණත්වය පරණ එකේ $2$ ගුණයකි.

$$\dfrac{T_2}{T_1} = 2$$

ආදේශ කරන්න:

$$\dfrac{E_2}{E_1} = 2^4 = 16$$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

ශක්තිය $16$ ගුණයක් වේ. එය විකල්පය (4) යි.

(1), (2), (3), (5) විකල්ප පිළිවෙළින් $2^1$, $2^2$, $2^3$, $2^5$ වේ. ඒ සෑම එකක් ම වැරදි බලයක් යොදයි.

පරීක්ෂා කිරීම

මාන පරීක්ෂාව:

$\dfrac{E_2}{E_1}$ යනු $\text{W m}^{-2}$ ඒකක $\text{W m}^{-2}$ න් බෙදීමයි. ඒකක කැපී ගොස් හුදු සංඛ්‍යාවක් ලැබේ, ගුණ ගණනක් එසේ විය යුතු ය.

$n * n * n * n$

මෙය තේරුමක් ඇත්තේ ද?

උෂ්ණත්වය ඉහළ ගියේ ය, එබැවින් ශක්තිය ද ඉහළ යා යුතු ය.

ශක්තිය $T$ හි සිව්වන බලයට අනුව යන බැවින් සාධකය $2$ ට වඩා විශාල විය යුතු ය. $16$ යනු $2$ ට වඩා විශාල ය.

නිගමනය

$\dfrac{E_2}{E_1} = 16$

$\dfrac{E_2}{E_1} = \left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)^4 = 2^4 = 16$.

පිළිතුර (4) යි.

ස්ටෙෆාන් නියමයේ ඇත්තේ $T^4$ ය. $T$ ගුණයක් $n$ වුවහොත් $E$ ගුණයක් $n^4$ වේ.

අනුපාතය $\left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)^4$ ලියා සංඛ්‍යාව ආදේශ කරන්න.

විභාග ඉඟිය