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

Answer: (3) 720 J

தரப்பட்ட தகவல்கள்

எமக்குத் தெரிந்தவை:

$A$ இல் அமுக்கம் $2 \times 10^4$ Pa, கனவளவு $3 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$.

$B$ இல் அமுக்கம் $6 \times 10^4$ Pa, கனவளவு $3 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$.

$C$ இல் அமுக்கம் $6 \times 10^4$ Pa, கனவளவு $6 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$.

$D$ இல் அமுக்கம் $2 \times 10^4$ Pa, கனவளவு $6 \times 10^{-3}\ \text{m}^3$.

$AB$ இல் வெப்பம் $Q_{AB} = 200$ J. $BC$ இல் வெப்பம் $Q_{BC} = 700$ J.

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது:

பாதை $ADC$ வழியே அகச்சக்தி மாற்றம் $\Delta U_{ADC}$.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

முதலாம் விதி:

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

அகச்சக்தி தொடக்க நிலையையும் முடிவு நிலையையும் மட்டுமே சார்ந்தது. பாதையைச் சார்ந்ததல்ல.

வாயு செய்யும் வேலை $P$–$V$ வரைபின் கீழுள்ள பரப்பு.

மாறா அமுக்கத்தில் $W = P\Delta V$. மாறாக் கனவளவில் $W = 0$.

தொகுதி ஒன்றில், தேறிய வெப்பப்பரிமாற்றம் $\Delta Q$ ஆகவும், அகச்சக்திமாற்றம் $\Delta U$ ஆகவும், செய்யப்பட்ட வேலையின் பருமன் $\Delta W$ ஆகவும் இருப்பின்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

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

$W = P\,\Delta V$

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்.

$\Delta U$ பாதையைச் சார்ந்ததல்ல.

ஆகவே வெப்பம் தெரிந்த $ABC$ வழியே $A$ இலிருந்து $C$ வரை $\Delta U$ ஐக் காண்போம்.

அதுவே $ADC$ க்கும் விடை.

காரணம் / கணக்கீடு

$0$

$W_{AB} = 0$

$200$

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

$180$

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

$520$

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

$720$

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

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

சரிபார்ப்பு

அலகுகளைச் சரிபார்ப்போம்.

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

எல்லா வேலைகளும் J இல் உள்ளன.

விடை பொருத்தமா?

$ADC$ இல் வேலை $W_{AD} = 2 \times 10^4 \times 3 \times 10^{-3} = 60$ J மட்டுமே.

ஆகவே இந்தப் பாதையில் வெப்பம் $720 + 60 = 780$ J.

இது $ABC$ இன் 900 J ஐவிடக் குறைவு. ஏனெனில் வாயு குறைந்த வேலை செய்கிறது.

இரு பாதையிலும் $\Delta U$ 720 J.

$Qab + Qbc - P * dV$

முடிவு

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

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

அகச்சக்தி பாதையைச் சார்ந்ததல்ல.

ஆகவே $ADC$ வழியேயும் அது 720 J.

விடை தெரிவு (3).

பாதை $ADC$ க்கான வெப்பம் தரப்படாததால் காண முடியாது எனக் கருதுதல்.

அகச்சக்தி தொடக்க நிலையையும் முடிவு நிலையையும் மட்டுமே சார்ந்தது. ஒரு பாதையில் கண்ட $\Delta U$ எல்லாப் பாதைக்கும் பொருந்தும்.