आकृति में दर्शाया गया चक्र एक इंजन का प्रतिनिधित्व करता है (इंजन एक पिस्टन के साथ सिलेंडर में एक मोल गैस से बना है)।
$A$ से $B$ समआयतनिक (isochoric),$B$ से $C$ समतापीय (isothermal),$C$ से $D$ समआयतनिक और $D$ से $A$ समतापीय है। साथ ही $V_C = V_D = 2V_A = 2V_B$ है।
$(a)$ चक्र के किस भाग में इंजन को बाहर से ऊष्मा दी जाती है?
$(b)$ चक्र के किस भाग में इंजन अपने परिवेश को ऊर्जा दे सकता है?
$(c)$ एक चक्र के दौरान इंजन द्वारा कितना कार्य किया जाता है? अपना उत्तर $P_A, P_B$ और $V_A$ के पदों में दें।
$(d)$ इंजन की दक्षता क्या है? (गैस के लिए $\gamma = 5/3$,और एक मोल के लिए $C_V = 3/2 R$)

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(N/A) ऊष्मा उन प्रक्रियाओं के दौरान दी जाती है जहाँ आंतरिक ऊर्जा और किया गया कार्य बढ़ता है। समतापीय विस्तार $B \to C$ में,ऊष्मा अवशोषित होती है $(Q_{BC} = nRT_B \ln(V_C/V_B) > 0)$। समआयतनिक तापन $A \to B$ में,ऊष्मा अवशोषित होती है $(Q_{AB} = nC_V(T_B - T_A) > 0)$। अतः,$A \to B$ और $B \to C$ में ऊष्मा दी जाती है।
$(b)$ इंजन शीतलन प्रक्रियाओं के दौरान परिवेश को ऊर्जा देता है: समआयतनिक शीतलन $C \to D$ और समतापीय संपीड़न $D \to A$।
$(c)$ किया गया कार्य $W = W_{AB} + W_{BC} + W_{CD} + W_{DA}$। चूंकि $AB$ और $CD$ समआयतनिक हैं,$W_{AB} = W_{CD} = 0$। $W_{BC} = nRT_B \ln(V_C/V_B) = P_B V_B \ln(2)$। $W_{DA} = nRT_A \ln(V_A/V_D) = P_A V_A \ln(1/2) = -P_A V_A \ln(2)$। कुल कार्य $W = (P_B - P_A) V_A \ln(2)$।
$(d)$ दक्षता $\eta = W / Q_{in}$। $Q_{in} = Q_{AB} + Q_{BC} = C_V(T_B - T_A) + P_B V_B \ln(2) = \frac{3}{2}(P_B - P_A)V_A + P_B V_A \ln(2)$। $\eta = \frac{(P_B - P_A) V_A \ln(2)}{\frac{3}{2}(P_B - P_A)V_A + P_B V_A \ln(2)} = \frac{(P_B - P_A) \ln(2)}{\frac{3}{2}(P_B - P_A) + P_B \ln(2)}$.

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एक गैस अवस्था परिवर्तन से गुजरती है जिसके दौरान उसे $100 \ J$ ऊष्मा दी जाती है और वह $20 \ J$ कार्य करती है। निकाय को एक ऐसी प्रक्रिया के माध्यम से उसकी मूल अवस्था में वापस लाया जाता है जिसके दौरान गैस द्वारा $20 \ J$ ऊष्मा मुक्त की जाती है। दूसरी प्रक्रिया में गैस द्वारा किया गया कार्य ....... $J$ है।

यदि $dQ$, $dU$ और $dW$ क्रमशः एक द्वि-परमाणुक गैस द्वारा स्थिर दाब पर अवशोषित ऊष्मा ऊर्जा, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन और किया गया बाह्य कार्य हैं, तो $dW: dU: dQ$ का अनुपात क्या है?

एक इंजन (पिस्टन के साथ एक सिलेंडर में एक मोल आदर्श गैस से बना) द्वारा अनुसरण किया जाने वाला चक्र चित्र में दिखाया गया है।
$A$ से $B$: आयतन स्थिर
$B$ से $C$: रुद्धोष्म (adiabatic)
$C$ से $D$: आयतन स्थिर
$D$ से $A$: रुद्धोष्म (adiabatic)
$V_C = V_D = 2V_A = 2V_B$
$(a)$ चक्र के किस भाग में इंजन को बाहर से ऊष्मा दी जाती है?
$(b)$ चक्र के किस भाग में इंजन द्वारा परिवेश को ऊष्मा दी जाती है?
$(c)$ एक चक्र में इंजन द्वारा किया गया कार्य क्या है? अपना उत्तर $P_A, P_B, V_A$ के पदों में लिखें।
$(d)$ इंजन की दक्षता क्या है?
$(\gamma = 5/3, C_v = 3/2 R$ गैस के एक मोल के लिए$)$

Difficult
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एक मोल एकपरमाणुक आदर्श गैस को $PV$ आरेख में दिखाए अनुसार दो चक्रीय प्रक्रियाओं $E \rightarrow F \rightarrow G \rightarrow E$ और $E \rightarrow F \rightarrow H \rightarrow E$ के अनुदिश ले जाया जाता है। शामिल प्रक्रियाएं विशुद्ध रूप से समआयतनिक (isochoric),समदाबी (isobaric),समतापीय (isothermal) या रुद्धोष्म (adiabatic) हैं। सूची-$I$ में दिए गए पथों का सूची-$II$ में किए गए कार्य के परिमाणों के साथ मिलान करें और सूचियों के नीचे दिए गए कोड का उपयोग करके सही उत्तर चुनें।
सूची-$I$सूची-$II$
$P. \quad G \rightarrow E$$1. \quad 160 P_0 V_0 \ln 2$
$Q. \quad G \rightarrow H$$2. \quad 36 P_0 V_0$
$R. \quad F \rightarrow H$$3. \quad 24 P_0 V_0$
$S. \quad F \rightarrow G$$4. \quad 31 P_0 V_0$

कोड: $P \quad Q \quad R \quad S$

एक आदर्श गैस के लिए जिसका प्रारंभिक दाब और आयतन क्रमशः $p_{i}$ और $V_{i}$ है, एक उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार होता है जब तक कि इसका आयतन $V_{0}$ नहीं हो जाता। फिर, इसे एक उत्क्रमणीय रुद्धोष्म प्रक्रिया द्वारा इसके मूल आयतन $V_{i}$ तक संपीड़ित किया जाता है। यदि अंतिम दाब $p_{f}$ है, तो निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सत्य है/हैं?

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