2020 A/L Physics Past Paper · Question 46 (Tamil Medium)

இணைந்த இரு குழாய்கள் — திரவத்தின் மெய்க் கனவளவு விரிகைத்திறன்

T1,T2T_1, T_2 என்னும் இரு நிலைக்குத்துக் கண்ணாடிக் குழாய்கள் அவற்றின் கீழ் முனைகளில் ஒரு கிடை மயிர்த்துளைக் குழாயினால் தொடுக்கப்பட்டு, அவற்றில் ஒரு திரவம் நிரப்பப்பட்டுள்ளது. ஒரு குழாய் (T1)(T_1) ஆனது 0∘C0^\circ\text{C} இல் இருக்கும் பனிக்கட்டியையும் நீரையும் கொண்ட கலவையிலும் மற்றைய குழாய் (T2)(T_2) ஆனது மாறா வெப்பநிலை 40∘C40^\circ\text{C} இல் இருக்கும் நீரிலும் அமிழ்த்தப்பட்டுள்ளன. இரு நிரல்களிலும் உள்ள திரவத்தின் உயரங்களுக்கிடையே உள்ள வித்தியாசம் 1.6 cm1.6\ \text{cm} உம் 0∘C0^\circ\text{C} இல் இருக்கும் திரவ நிரலின் உயரம் 80 cm80\ \text{cm} உம் ஆகும். (உரு அளவிடைக்கு வரையப்படவில்லை.) திரவத்தின் மெய்க் கனவளவு விரிகைத்திறன்

  1. (1) 2.5×10−4 ∘C−12.5 \times 10^{-4}\ {}^\circ\text{C}^{-1}
  2. (2) 5.0×10−4 ∘C−15.0 \times 10^{-4}\ {}^\circ\text{C}^{-1}
  3. (3) 6.0×10−4 ∘C−16.0 \times 10^{-4}\ {}^\circ\text{C}^{-1}
  4. (4) 1.0×10−3 ∘C−11.0 \times 10^{-3}\ {}^\circ\text{C}^{-1}
  5. (5) 1.2×10−3 ∘C−11.2 \times 10^{-3}\ {}^\circ\text{C}^{-1}
Answer and explanation

Answer: (2) 5.0×10−4 ∘C−15.0 \times 10^{-4}\ {}^\circ\text{C}^{-1}

தரப்பட்ட தகவல்கள்

தரப்பட்டவை: 0∘C0^\circ\text{C} நிரல் h0=80h_0 = 80 cm; 40∘C40^\circ\text{C} நிரல் h=80+1.6=81.6h = 80 + 1.6 = 81.6 cm; வெப்பநிலை வேறுபாடு θ=40∘C\theta = 40^\circ\text{C}; இரு குழாய்களும் அடியில் இணைந்துள்ளன.

வினா என்ன கேட்கிறது

கேட்கப்படுவது: திரவத்தின் மெய்க் (உண்மைக்) கனவளவு விரிகைத்திறன் γ\gamma.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

γஉண்மை=ΔVஉண்மைV0⋅Δθ\gamma_{\text{உண்மை}} = \frac{\Delta V_{\text{உண்மை}}}{V_0 \cdot \Delta\theta}

ρ2=ρ11+γθ\rho_2 = \frac{\rho_1}{1 + \gamma\theta}

இதன்படி திரவங்களில் அடர்த்தியானது வெப்பநிலையுடன் குறைவடைகிறது.

p=po+hρgp = p_o + h\rho g

புள்ளி B ஆனது ஒரே மட்டத்திலிருப்பதால் இவ்வமுக்கம் B யிலுள்ள அமுக்கத்திற்குச் சமமாகும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

p0+h0ρ0g=p0+hρθgp_0 + h_0\rho_0 g = p_0 + h\rho_\theta g

ρθ=ρ01+γθ\rho_\theta = \frac{\rho_0}{1 + \gamma\theta}

h=h0(1+γθ)⇒γ=h−h0h0 θh = h_0(1 + \gamma\theta) \Rightarrow \gamma = \frac{h - h_0}{h_0\,\theta}

வினாவுடன் தொடர்புபடுத்தல்

திட்டம்: (1) இணைப்பின் இருபுறமும் அமுக்கம் சமம் ⇒ h0ρ0=hρθh_0\rho_0 = h\rho_\theta.

(2) ρθ=ρ0/(1+γθ)\rho_\theta = \rho_0/(1 + \gamma\theta) ஐப் பிரதியிட்டு h/h0h/h_0.

(3) γ\gamma ஐக் காண்க.

இரு மேற்பரப்புகளிலும் வளிமண்டல அமுக்கம் p0p_0.

காரணம் / கணக்கீடு

1.021.02

ρ0ρθ=hh0=81.680\frac{\rho_0}{\rho_\theta} = \frac{h}{h_0} = \frac{81.6}{80}

1+γ×40=1.021 + \gamma \times 40 = 1.02

0.020.02

γθ=0.02\gamma\theta = 0.02

5.0×10−45.0 \times 10^{-4}

γ=1.680×40\gamma = \frac{1.6}{80 \times 40}

சரிபார்ப்பு

அலகுச் சோதனை: cmcm×∘C=∘C−1\dfrac{\text{cm}}{\text{cm} \times {}^\circ\text{C}} = {}^\circ\text{C}^{-1} ✓.

பௌதிக நம்பகத்தன்மை: 5×10−4 ∘C−15 \times 10^{-4}\ {}^\circ\text{C}^{-1} திரவங்களுக்கு வழமையான அளவு (நூலின் உதாரணம் 10−310^{-3} K−1K^{-1}).

சூடான நிரல் உயரமானது — ஐதான திரவம் அதே அமுக்கத்துக்கு உயரமான நிரலைக் கேட்கிறது ✓.

கண்ணாடியின் விரிவு உயரங்களைப் பாதிக்காததால் இது மெய் விரிகைத்திறன்.

dh/(h0∗th)dh / (h0 * th)

முடிவு

γ=h−h0h0θ=5.0×10−4 ∘C−1\gamma = \frac{h - h_0}{h_0\theta} = 5.0 \times 10^{-4}\ ^\circ\text{C}^{-1}

h0ρ0=hρθh_0\rho_0 = h\rho_\theta, ρθ=ρ0/(1+γθ)\rho_\theta = \rho_0/(1 + \gamma\theta) ⇒ γ=1.680×40=5.0×10−4 ∘C−1\gamma = \dfrac{1.6}{80 \times 40} = 5.0 \times 10^{-4}\ {}^\circ\text{C}^{-1} — விடை (2).

இரு நிரல்களும் ஒரே மட்டத்தில் இருக்கும் என எதிர்பார்த்தல்.

வேறு வெப்பநிலைகளில் அடர்த்திகள் வேறு; அடியில் சம அமுக்கத்துக்கு ஐதான (சூடான) நிரல் உயரமாக இருக்க வேண்டும்.

සිංහල · English