2023 A/L Physics Past Paper · Question 10 (Sinhala Medium)

Answer: (1) (A) මගින් පමණකි.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: (A), (B), (C) ක්‍රියාවලි අතරින් කුමක දී පරිපූර්ණ වායුවකට සපයන සම්පූර්ණ තාපයම වායුව මගින් කරන කාර්යය බවට පත් වේ ද.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$\Delta Q$ ($\text{J}$): වායුවට සපයන තාපය.

$\Delta U$ ($\text{J}$): වායුවේ අභ්‍යන්තර ශක්තියේ වෙනස.

$\Delta W$ ($\text{J}$): වායුව මගින් කරන කාර්යය.

$p$ ($\text{Pa}$): වායුවේ පීඩනය.

$\Delta V$ ($\text{m}^3$): වායුවේ පරිමාවේ වෙනස.

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

අදාළ න්‍යාය

සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලියක දී,

$\Delta\theta = 0$ (උෂ්ණත්වය නියත හෙයින්)

$\therefore \Delta KE = 0$ (වායු සඳහා $KE \propto \theta$ හෙයින්) (මෙහි $KE$ යනු චාලක ශක්තියයි.)

$\therefore \Delta U = 0$ (පරිපූර්ණ වායුවක අභ්‍යන්තර ශක්තිය මුළුමනින් ම චාලක ශක්තිය වෙයි)

එනම්, පද්ධතියෙහි අභ්‍යන්තර ශක්තිය නියතව පවතී.

පළමුවැනි නියමය අනුව $\Delta Q = \Delta U + \Delta W$

$\Delta U = 0$ හෙයින් $\Delta Q = \Delta W$

මෙහි දී $\Delta Q$, ධන (+) නම්, $\Delta W$ ද (+) වේ. එනම් පද්ධතිය මගින් කාර්යය සිදු කරයි.

නියත පරිමා තත්ත්වය යටතේ වායුව මත හෝ වායුව මගින් හෝ කාර්යයක් සිදු නො වේ.

නියත පීඩනය යටතේ,

$\Delta Q$ (+) වන විට (එනම් පද්ධතියට තාපය සපයන විට),

$\Delta U$ ද (+) වේ (එනම් උෂ්ණත්වය ඉහළ යයි).

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

විකල්ප යනු (A), (B), (C) හි සංයෝජන ය.

අපි සෑම ක්‍රියාවලියක්ම වෙන වෙනම පරීක්ෂා කරමු.

උදාහරණයක් ලෙස, සාක්කු මුදල් සිතන්න. ඔබට මුදල් ටිකක් ලැබේ, ඒ තාපය යි. එය තෑග්ගකට වියදම් කළ හැකි ය, ඒ කාර්යය යි. නැතහොත් ඔබේ පසුම්බියේ තබා ගත හැකි ය, ඒ අභ්‍යන්තර ශක්තිය යි.

පසුම්බියේ ඇති මුදල් නොවෙනස්ව පවතී නම්, ලැබුණු මුළු මුදලම ඔබ වියදම් කර ඇත.

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

වචනවලින්: සපයන තාපය අභ්‍යන්තර ශක්තියටත් කාර්යයටත් යයි.

එබැවින් $\Delta U = 0$ වන විට පමණක් සම්පූර්ණ තාපයම කාර්යය බවට පත් වේ.

තර්කය / ගණනය

සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලියේ දී සපයන සම්පූර්ණ තාපයම වායුව මගින් කරන කාර්යය බවට පත් වේ.

සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලියේ දී උෂ්ණත්වය නොවෙනස්ව පවතී. පරිපූර්ණ වායුවක අභ්‍යන්තර ශක්තිය මුළුමනින් ම චාලක ශක්තිය වන අතර එය උෂ්ණත්වය සමග යයි, එබැවින් $\Delta U = 0$. පළමුවැනි නියමයෙන් $\Delta Q = \Delta W$.

A

නියත පරිමා ක්‍රියාවලියේ දී සපයන සම්පූර්ණ තාපයම වායුව මගින් කරන කාර්යය බවට පත් වේ.

නියත පරිමා ක්‍රියාවලියේ දී $\Delta V = 0$, එබැවින් $\Delta W = p\,\Delta V = 0$. වායුව කාර්යයක් නොකරයි. තාපය අභ්‍යන්තර ශක්තියට යයි, වායුව රත් වේ.

B

නියත පීඩන ක්‍රියාවලියේ දී සපයන සම්පූර්ණ තාපයම වායුව මගින් කරන කාර්යය බවට පත් වේ.

නියත පීඩනයේ දී තාපය සපයන විට $\Delta U$ ද ධන වේ, එනම් උෂ්ණත්වය ඉහළ යයි. එබැවින් $\Delta U$ ශූන්‍ය නොවේ. තාපයෙන් කොටසක් අභ්‍යන්තර ශක්තිය ඉහළ නංවයි.

C

(A) ප්‍රකාශය සත්‍ය ය, මන්ද අභ්‍යන්තර ශක්තිය වෙනස් නොවේ.

(B) ප්‍රකාශය වැරදි ය, මන්ද වායුව කාර්යයක් නොකරයි.

(C) ප්‍රකාශය වැරදි ය, මන්ද තාපයෙන් කොටසක් වායුව රත් කරයි.

එබැවින් සත්‍ය වන්නේ (A) පමණි.

අනෙක් විකල්ප වැරදි වන්නේ ඇයි

(B) හි දී පරිමාව වෙනස් නොවේ, එබැවින් වායුව කාර්යයක් නොකරයි. තාපය අභ්‍යන්තර ශක්තියට යයි.

(C) හි දී තාපය සපයන විට උෂ්ණත්වය ඉහළ යයි. එබැවින් වායුව උණුසුම් වන අතර තාපයෙන් කොටසක් කාර්යය නොවේ.

(C) හි දී වායුව උණුසුම් වේ, එබැවින් තාපයෙන් කොටසක් අභ්‍යන්තර ශක්තිය ඉහළ නංවයි. (A) සත්‍ය ය, එහෙත් (C) වැරදි ය.

(B) හි දී කාර්යයක් නැත, (C) හි දී තාපයෙන් කොටසක් වායුව රත් කරයි. සත්‍ය වන්නේ (A) පමණි.

නිගමනය

සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලිය (A) හි දී පමණක් සම්පූර්ණ තාපයම කාර්යය බවට පත් වේ. (B), (C) වැරදි ය.

පිළිතුර (1) යි.

$\Delta Q = \Delta U + \Delta W$ ලියා තාපය යන්නේ කොතැනට දැයි අසන්න.

අභ්‍යන්තර ශක්තිය වෙනස් නොවන විට පමණක් සම්පූර්ණ තාපයම කාර්යය බවට පත් වේ. පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා එයින් කියැවෙන්නේ උෂ්ණත්වය වෙනස් නොවන බවයි.

විභාග ඉඟිය