એક આદર્શ એકપરમાણ્વીય વાયુને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $ABCDA$ ચક્રમાં લઈ જવામાં આવે છે. ગેસ ચક્રની કાર્યક્ષમતા કેટલી છે?

$r$ અવરોધ ધરાવતું એક હીટિંગ એલિમેન્ટ એક એડિબેટિક સિલિન્ડરની અંદર મૂકવામાં આવ્યું છે, જેમાં $m$ દળ અને $A$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ ધરાવતો ઘર્ષણરહિત પિસ્ટન છે. સિલિન્ડરમાં એક મોલ દ્વિ-પરમાણ્વીય વાયુ છે. વાયુનું તાપમાન સમય $t$ સાથે $T = \alpha t + \frac{1}{2} \beta t^2$ મુજબ બદલાય છે (જ્યાં $\alpha$ અને $\beta$ અચળાંકો છે), જ્યારે દબાણ અચળ રહે છે. પિસ્ટનની ઉપરનું વાતાવરણીય દબાણ $P_0$ છે. તો:

એક વાયુની અવસ્થાને એડિબેટિકલી (ઉષ્માઅવાહક રીતે) સંતુલન અવસ્થા $A$ થી બીજી સંતુલન અવસ્થા $B$ માં બદલતી વખતે,તંત્ર પર $22.3 \; J$ જેટલું કાર્ય કરવામાં આવે છે. જો વાયુને અવસ્થા $A$ થી $B$ સુધી એવી પ્રક્રિયા દ્વારા લઈ જવામાં આવે જેમાં તંત્ર દ્વારા શોષાયેલી કુલ ઉષ્મા $9.35 \; cal$ હોય,તો પછીના કિસ્સામાં તંત્ર દ્વારા કરવામાં આવેલ કુલ કાર્ય ($J$ માં) કેટલું હશે? ($1 \; cal = 4.19 \; J$ લો)

આકૃતિમાં આદર્શ વાયુનું થર્મોડાયનેમિક ચક્ર દર્શાવેલ છે. તે જ ચક્રને રજૂ કરતો સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.

$CO_{2}$ ના $P-T$ ફેઝ ડાયાગ્રામના આધારે નીચેના પ્રશ્નોના જવાબ આપો:
$(a)$ $1 \; atm$ દબાણ અને $-60^{\circ} C$ તાપમાને રહેલા $CO_{2}$ ને સમતાપી રીતે સંકોચવામાં આવે છે. શું તે પ્રવાહી અવસ્થામાંથી પસાર થાય છે?
$(b)$ જ્યારે $4 \; atm$ દબાણ ધરાવતા $CO_{2}$ ને અચળ દબાણે ઓરડાના તાપમાનથી ઠંડુ કરવામાં આવે ત્યારે શું થાય છે?
$(c)$ $10 \; atm$ દબાણ અને $-65^{\circ} C$ તાપમાને રહેલા ઘન $CO_{2}$ ના જથ્થાને અચળ દબાણે ઓરડાના તાપમાન સુધી ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તેમાં થતા ફેરફારોનું ગુણાત્મક વર્ણન કરો.
$(d)$ $CO_{2}$ ને $70^{\circ} C$ તાપમાન સુધી ગરમ કરીને સમતાપી રીતે સંકોચવામાં આવે છે. તમે તેના ગુણધર્મોમાં કેવા ફેરફારો જોવાની અપેક્ષા રાખો છો?

$200 \, cal$ ઉષ્મા આપવાથી મળતું કાર્ય કેટલું હશે?