આપેલ આકૃતિમાં,એક દ્વિપરમાણ્વીય વાયુના $1 \, mol$ ના નમૂના પર એક ચક્રીય પ્રક્રિયા $ABCDA$ થાય છે. પ્રક્રિયા $A \rightarrow B$ અને $C \rightarrow D$ દરમિયાન વાયુનું તાપમાન અનુક્રમે $T_{1}$ અને $T_{2}$ $(T_{1} > T_{2})$ છે. જો પ્રક્રિયાઓ $BC$ અને $DA$ સમોષ્મી (adiabatic) હોય,તો કાર્ય માટે સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.

એક મોનોએટોમિક વાયુને અચાનક તેના પ્રારંભિક કદના $(1/8)$ ભાગ જેટલું એડિબેટિકલી (સમઉષ્મીય રીતે) સંકોચવામાં આવે છે. વાયુના અંતિમ દબાણ અને પ્રારંભિક દબાણનો ગુણોત્તર $(\gamma = 5/3)$ શોધો.

એક નાનો ગોળાકાર મોનોએટોમિક આદર્શ વાયુનો પરપોટો $\left(\gamma=\frac{5}{3}\right)$ $\rho_{\ell}$ ઘનતા ધરાવતા પ્રવાહીમાં ફસાયેલો છે (આકૃતિ જુઓ). ધારો કે પરપોટો પ્રવાહી સાથે કોઈ ઉષ્માની આપ-લે કરતો નથી. પરપોટામાં $n$ મોલ વાયુ છે. જ્યારે પરપોટો તળિયે હોય ત્યારે વાયુનું તાપમાન $T_0$ છે, પ્રવાહીની ઊંચાઈ $H$ છે અને વાતાવરણીય દબાણ $P_0$ છે (પૃષ્ઠતાણને અવગણો).
$1.$ જેમ પરપોટો ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે, તેમ ઉત્પ્લાવક બળ સિવાય તેના પર નીચેના બળો કાર્ય કરે છે:
$(A)$ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ
$(B)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને પ્રવાહીના દબાણને કારણે લાગતું બળ
$(C)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, પ્રવાહીના દબાણને કારણે લાગતું બળ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે લાગતું બળ
$(D)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે લાગતું બળ
$2.$ જ્યારે વાયુનો પરપોટો તળિયેથી $y$ ઊંચાઈ પર હોય, ત્યારે તેનું તાપમાન કેટલું હશે?
$(A)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{2 / 5}$
$(B)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{2 / 5}$
$(C)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{3 / 5}$
$(D)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{3 / 5}$
$3.$ વાયુના પરપોટા પર લાગતું ઉત્પ્લાવક બળ કેટલું છે (ધારો કે $R$ એ સાર્વત્રિક વાયુ અચળાંક છે):
$(A)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} gy\right)^{7 / 5}}$
$(B)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{3 / 5}}$
$(C)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} g H\right)^{3 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right)^{8 / 5}}$
$(D)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{3 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{2 / 5}}$
પ્રશ્ન $1, 2,$ અને $3$ ના જવાબ આપો.

$127^{\circ} C$ તાપમાને રહેલા એક આદર્શ વાયુને અચાનક તેના પ્રારંભિક કદના $\frac{8}{27}$ ભાગ જેટલું સંકોચવામાં આવે છે. જો આદર્શ વાયુ માટે $\gamma=\frac{5}{3}$ હોય, તો તેના તાપમાનમાં થતો વધારો કેટલો હશે ($K$ માં)?

મોટર ટ્યુબમાં $27^{\circ}C$ તાપમાને અને $8 \text{ atm}$ દબાણે હવા ભરેલી છે. જો ટ્યુબ અચાનક ફાટી જાય,તો હવાનું અંતિમ તાપમાન કેટલું હશે? $(\gamma = 1.5)$

શરૂઆતમાં $1 \text{ mole}$ આદર્શ વાયુનું દબાણ $10^5 \text{ Nm}^{-2}$ છે અને તેનું કદ $16 \text{ litres}$ છે. જ્યારે તેને એડિબેટિકલી (સમોષ્મી રીતે) સંકોચવામાં આવે છે,ત્યારે તેનું અંતિમ કદ $2 \text{ litres}$ થાય છે. વાયુ પર થયેલ કાર્ય શોધો। [આપેલ છે: અચળ કદ પર મોલર વિશિષ્ટ ઉષ્મા $C_v = \frac{3R}{2}$] ($\text{ kJ}$ માં)