કઈ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયા ક્વોસી-સ્ટેટિક (quasi-static) છે અને ઉર્જાનો વ્યય કરતી નથી?

પ્રકૃતિમાં કઈ પ્રક્રિયા સ્વીકાર્ય છે: પ્રતિવર્તી કે અપ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા?

$Assertion :$ આદર્શ વાયુના મુક્ત વિસ્તરણમાં,એન્ટ્રોપી વધે છે.
$Reason :$ તમામ કુદરતી પ્રક્રિયાઓમાં એન્ટ્રોપી વધે છે.

એક બંધ પાત્ર બહારથી સંપૂર્ણપણે અવાહક છે. તેનો અડધો ભાગ આદર્શ વાયુ $X$ થી ભરેલો છે,જે પ્લેટ $P$ દ્વારા બીજા અડધા ભાગ $Y$ થી અલગ થયેલ છે,જેમાં આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ શૂન્યાવકાશ છે. જ્યારે $P$ ને દૂર કરવામાં આવે છે,ત્યારે $X$ એ $Y$ માં વિસ્તરણ પામે છે. નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

પ્રકૃતિમાં થતી કેટલીક પ્રક્રિયાઓના વિધાનો નીચે મુજબ છે:
$I$. વાયુનું મુક્ત વિસ્તરણ (Free expansion)
$II$. તણખા દ્વારા સળગાવવામાં આવતા પેટ્રોલ અને હવાના મિશ્રણનું દહન
$III$. રસોડાના સિલિન્ડરમાંથી ગેસનું લીકેજ
$IV$. પ્રવાહીના ગરમ ભાગમાંથી બીજા ઠંડા ભાગમાં ઉષ્માનું સ્થળાંતર
આમાંથી કઈ પ્રક્રિયાઓ પ્રકૃતિમાં અપ્રતિવર્તી (irreversible) છે?

સમાન ક્ષમતા ધરાવતા બે સિલિન્ડર $A$ અને $B$ એક સ્ટોપકોક દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે. $A$ માં પ્રમાણભૂત તાપમાન અને દબાણે વાયુ ભરેલો છે. $B$ સંપૂર્ણપણે ખાલી છે. સમગ્ર સિસ્ટમ ઉષ્મીય રીતે અલગ (thermally insulated) છે. સ્ટોપકોક અચાનક ખોલવામાં આવે છે. નીચેના પ્રશ્નોના જવાબ આપો:
$(a)$ $A$ અને $B$ માં વાયુનું અંતિમ દબાણ કેટલું હશે?
$(b)$ વાયુની આંતરિક ઉર્જામાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?
$(c)$ વાયુના તાપમાનમાં થતો ફેરફાર કેટલો હશે?
$(d)$ શું સિસ્ટમની મધ્યવર્તી અવસ્થાઓ (અંતિમ સંતુલન સ્થિતિમાં સ્થિર થતા પહેલા) તેની $P-V-T$ સપાટી પર રહેલી છે?