2018 A/L Physics Past Paper · Question 19 (Tamil Medium)

இரசக் கண்ணாடி வெப்பமானிகள் P, Q

P,QP, Q என்னும் இரு கண்ணாடியுள் இரச வெப்பமானிகள் PP இன் இரசக் குமிழ் QQ இன் இரசக் குமிழிலும் பார்க்கப் பெரிதாக இருக்குமாறு அமைக்கப்பட்டு, அவை இரண்டும் வீச்சு 0 ∘C−100 ∘C0\ ^\circ\text{C} - 100\ ^\circ\text{C} இல் தரங்கணிக்கப்பட்டுள்ளன. இரு குமிழ்களினதும் சுவர்கள் ஒரே தடிப்பை உடையனவெனக் கொள்க. பின்வரும் கூற்றுகளைக் கருதுக.

பொருத்தமான சீரான துளை ஆரைகளைக் கொண்ட மயிர்த்துளைக் குழாய்களைப் பயன்படுத்தி இரு வெப்பமானிகளும்

(A) 0 ∘C0\ ^\circ\text{C} குறிக்கும் 100 ∘C100\ ^\circ\text{C} குறிக்குமிடையே ஒரே மயிர்த்துளை நீளத்தைக் கொண்டிருக்குமாறு அமைக்கப்படலாம்.

(B) அளக்கப்படும் வெப்பநிலையின் விரைவான மாற்றங்களுக்கு ஒரே மறுகை நேரம் கிடைக்குமாறு அமைக்கப்படலாம்.

(C) வெப்பமானி PP இன் உணர்திறன் வெப்பமானி QQ இன் உணர்திறனிலும் பார்க்கக் கூடியதாக இருக்குமாறு அமைக்கப்படலாம்.

மேற்குறித்த கூற்றுகளில்

  1. (1) A மாத்திரம் உண்மையானது.
  2. (2) B மாத்திரம் உண்மையானது.
  3. (3) B, C ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.
  4. (4) A, C ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.
  5. (5) A, B, C ஆகிய எல்லாம் உண்மையானவை.
Answer and explanation

Answer: (4) A, C ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

வினா என்ன கேட்கிறது

எமக்குத் தெரிந்தவை: P இன் குமிழ் Q இன் குமிழிலும் பெரியது.

இரு குமிழ்களினதும் சுவர்கள் ஒரே தடிப்பை உடையன.

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: பொருத்தமான துளை ஆரை எதை மாற்றலாம், எதை மாற்ற முடியாது.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

சீரான குறுக்குவெட்டைக் கொண்ட நுண்துளைக்கண்ணாடியினுள் உள்ள இரசநிரலின் நீளமானது, இவ் வெப்பமானியின் வெப்பமான இயல்பாகும்.

சந்தியின் வெப்பக்கொள்ளளவு மிகவும் சிறியதாகும். ஆகவே விரைவாகத் தொழில்படுவதால் மாறுபடும் வெப்பநிலைகளை அளக்க இதனை உபயோகிக்கலாம்.

முக்கிய கருத்து.

இரசத்தின் கனவளவு அதிகரிப்பு துளையினுள் பரவுகிறது. அதுவே இரசநிரலின் நீள அதிகரிப்பு.

Δl=Vγ Δθπr2\Delta l = \frac{V\gamma\,\Delta\theta}{\pi r^{2}}

இங்கு VV குமிழின் கனவளவு. rr துளை ஆரை.

மறுகை நேரம் குமிழின் வெப்பக்கொள்ளளவிலும் சுவரின் தடிப்பிலும் தங்கியுள்ளது. துளை அதை மாற்றுவதில்லை.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

தெரிவுகள் A, B, C இனால் ஆனவை.

ஒவ்வொரு கூற்றையும் தனியே சோதிக்கவும். பின் பொருந்தும் தெரிவைக் காண்க.

காரணம் / கணக்கீடு

0 °C – 100 °C இடையே ஒரே மயிர்த்துளை நீளம்

P இன் குமிழ் பெரியது. ஆகவே அதன் இரசம் அதிகம் விரிவடைகிறது.

P இற்கு அகன்ற துளையைக் கொடுக்கவும். அப்போது இரசநிரல் அதே நீளம் ஏறுகிறது.

ஆகவே இரண்டுக்கும் 0 °C இலிருந்து 100 °C வரை ஒரே நீளம் இருக்கலாம். A உண்மையானது.

A

ஒரே மறுகை நேரம்

P இல் இரசம் அதிகம். ஆகவே அதிக வெப்பம் உள்ளே செல்ல வேண்டும்.

சுவர்கள் ஒரே தடிப்பை உடையன. ஆகவே வெப்பம் அதே விகிதத்தில் விரைவாகச் செல்வதில்லை.

P மெதுவாகச் சூடாகிறது. துளை இதை மாற்ற முடியாது. B பொய்.

B

P இன் உணர்திறன் கூடுதல்

உணர்திறன் என்பது ஒவ்வொரு 1 ∘C1\ ^\circ\text{C} இற்கும் இரசநிரல் நகரும் தூரம்.

அது V/r2V/r^{2} உடன் மாறுகிறது.

P இன் VV பெரியது. அதற்கு அதே அல்லது ஒடுங்கிய துளையைக் கொடுக்கவும். அப்போது P இன் உணர்திறன் கூடியது. C உண்மையானது.

C

B மட்டுமே பொய்.

பெரிய குமிழுக்கு அதிக வெப்பம் தேவை. அதே சுவர்களுடன் அது மெதுவாகவே வாசிப்பைக் காட்டுகிறது.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: A மாத்திரம் உண்மையானது.

A உண்மையானது. ஆனால் C உம் உண்மையானது. இத்தெரிவு C ஐ விட்டுவிடுகிறது.

ஆகவே இது பிழை.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: B மாத்திரம் உண்மையானது.

ஆனால் B பொய். பெரிய குமிழ் எப்போதும் மெதுவாகவே வாசிப்பைக் காட்டுகிறது.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: B, C ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

C உண்மையானது. ஆனால் B பொய்.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: A, B, C ஆகிய எல்லாம் உண்மையானவை.

A, C உண்மையானவை. ஆனால் B பொய்.

முடிவு

A உண்மையானது. B பொய். C உண்மையானது.

துளை எதுவாயினும் பெரிய குமிழ் மெதுவாகவே வாசிப்பைக் காட்டுகிறது.

விடை தெரிவு (4): A, C ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

ஆராய்க

P இன் குமிழ் Q இன் குமிழிலும் பெரியது.

அகன்ற துளையுடன் P உம் 0 இலிருந்து 100 வரை ஒரே நீளம் ஏறலாம். ஆகவே A உண்மையானது.

ஒடுங்கிய துளையுடன் ஒவ்வொரு 1 ∘C1\ ^\circ\text{C} இற்கும் P இன் இரசநிரல் அதிகம் ஏறுகிறது. ஆகவே C உண்மையானது.

சூடான நீரில் இட்டதும் சிறிய குமிழ் முதலில் சூடாகிறது. பெரிய குமிழ் பின்தங்குகிறது. ஆகவே B பொய்.

සිංහල · English