(Originais Teachy 2023) - سوال آسان کا طبیعیات

ایک سلنڈر جس میں ایک مثالی گیس موجود ہے، گرم کیا جاتا ہے، اور اس کی اندرونی توانائی بڑھ جاتی ہے۔ یہ مانتے ہوئے کہ ماحول کے ساتھ کوئی حرارت کا تبادلہ نہیں ہوتا، وضاحت کریں، تھرموڈینامکس کے اصولوں کی بنیاد پر، مثالی گیس کی اندرونی توانائی کس طرح اس گیس پر کام کرنے کے دوران عملیاتی طور پر گرمائش کے عمل سے متعلق ہے۔ تھرموڈینامکس کے پہلے قانون اور مثالی گیس کی اندرونی توانائی میں تبدیلی کے اظہار کو مدنظر رکھیں۔ پھر ان تصورات کی ایک مثال پیش کریں، مثالی یونی ایٹمی گیس کے 2 مولز کی اندرونی توانائی میں تبدیلی کا حساب کتاب کرتے ہوئے، جو ابتدائی طور پر 300 K کے درجہ حرارت پر ہے، جب اسے حجم کے مستقل پر الٹ گرم کیا جاتا ہے جب تک کہ وہ 400 K کے درجہ حرارت پر پہنچ نہ جائے۔ گیسوں کی مستقل R = 8.314 J/(mol·K) کا استعمال کریں اور مکمل حساب کتاب پیش کریں، جس میں استعمال ہونے والے فارمولے کے اخذ شامل ہیں۔ وضاحت کریں کہ یہ اندرونی توانائی میں تبدیلی کس طرح اس گیس پر کام کرنے کے ساتھ براہ راست متعلق ہے جب اسے حجم کے مستقل پر گرم کیا جاتا ہے۔

تصور کریں کہ آپ ایک سائنسدان ہیں جو سمندر میں لہروں کے پھیلاؤ کا مطالعہ کر رہے ہیں تاکہ بہتر طور پر سمجھ سکیں کہ لہریں کیسے بنتی ہیں اور منتقل ہوتی ہیں۔ اپنی مشاہدات کے دوران، آپ ایک مخصوص لہر کے کچھ پیرامیٹرز کو ماپنے میں کامیاب ہو گئے۔ جمع کردہ معلومات کا استعمال کرتے ہوئے، درج ذیل اشیاء کے جوابات دیں: (a) ایک لہر کے اہم عناصر کی نشاندہی کریں اور ان کی وضاحت کریں، جیسے پھیلاؤ کی رفتار، قمہ، گہرائی اور موج کی لمبائی؛ (b) فرض کریں کہ دیکھی گئی لہر کی پھیلاؤ کی رفتار 8 میٹر فی سیکنڈ ہے اور اس کی لمبائی 4 میٹر ہے۔ اس لہر کی فریکوئنسی کا حساب لگائیں؛ (c) ایک مخصوص وقت کے بعد، اس لہر کی پھیلاؤ کی رفتار 10 میٹر فی سیکنڈ تک بڑھ جاتی ہے، جبکہ فریکوئنسی وہی رہتی ہے۔ اس لہر کی نئی لمبائی کا تعین کریں۔

ایک تجربے میں جو کہ کلاس روم میں کیا گیا، ایک استاد نے طالب علموں کو تیسرے سال کے ہائی سکول کے طلباء کو آواز کی خصوصیات جیسے کہ اونچائی، ٹمبر اور حجم کو دکھانے کے لیے ایک ڈیاپازون کا استعمال کیا۔ اس تجرباتی کلاس کو مدنظر رکھتے ہوئے جس میں ڈیاپازون کو مختلف آواز کی لہروں پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا، درج ذیل کریں: (ا) آواز کی ایک لہر میں اونچائی، ٹمبر اور حجم کیا ہے اور یہ کیسے فرق رکھتے ہیں۔ (ب) وضاحت کریں کہ ڈیاپازون مختلف اونچائیوں کے ساتھ آواز کی لہریں کیسے پیدا کرتا ہے۔ (ج) کیے گئے تجربے کی بنیاد پر، ڈیاپازون میں ہوا کی ستون کی لمبائی اور پیدا ہونے والی آواز کے ٹمبر کے درمیان تعلق کا تجزیہ کریں.