થર્મોડાયનેમિક્સમાં,ઉષ્મા અને કાર્ય એ

એક મોલ મોનોએટોમિક આદર્શ વાયુને $P-V$ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $ABCDA$ ચક્રમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. કોલમ $II$ માં ચક્રમાં સામેલ લાક્ષણિકતાઓ આપેલી છે. તેમને કોલમ $I$ માં આપેલી દરેક પ્રક્રિયા સાથે જોડો.

કોલમ $I$	કોલમ $II$
$(A)$ પ્રક્રિયા $A \rightarrow B$	$(p)$ આંતરિક ઉર્જા ઘટે છે.
$(B)$ પ્રક્રિયા $B \rightarrow C$	$(q)$ આંતરિક ઉર્જા વધે છે.
$(C)$ પ્રક્રિયા $C \rightarrow D$	$(r)$ ઉષ્મા ગુમાવાય છે.
$(D)$ પ્રક્રિયા $D \rightarrow A$	$(s)$ ઉષ્મા મેળવાય છે.
	$(t)$ વાયુ પર કાર્ય થાય છે.

જો $dQ$, $dU$ અને $dW$ એ અચળ દબાણે દ્વિ-પરમાણ્વિક વાયુ દ્વારા શોષાયેલી ઉષ્મા ઉર્જા, આંતરિક ઉર્જામાં ફેરફાર અને થયેલ બાહ્ય કાર્ય હોય, તો $dW: dU: dQ$ નો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

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

આકૃતિમાં એક પાત્ર દર્શાવેલ છે જેની ઉપર એક ગતિશીલ (ઘર્ષણરહિત) પિસ્ટન છે. પાત્ર અને પિસ્ટન સંપૂર્ણપણે અવાહક પદાર્થમાંથી બનેલા છે,જે બહાર અને અંદરની વચ્ચે કોઈ ઉષ્માનું વહન થવા દેતા નથી. પાત્રને ઉષ્માના વહન માટે સક્ષમ એવા પદાર્થથી બનેલા સખત વિભાજક દ્વારા બે ભાગોમાં વહેંચવામાં આવ્યું છે. નીચેના ભાગમાં $700 \ K$ તાપમાને $2$ મોલ આદર્શ એકપરમાણ્વિક વાયુ છે અને ઉપરના ભાગમાં $400 \ K$ તાપમાને $2$ મોલ આદર્શ દ્વિપરમાણ્વિક વાયુ છે. મોલર ઉષ્મા ધારિતાઓ: એકપરમાણ્વિક વાયુ માટે $C_v = \frac{3}{2} R, C_p = \frac{5}{2} R$; દ્વિપરમાણ્વિક વાયુ માટે $C_v = \frac{5}{2} R, C_p = \frac{7}{2} R$.
$1.$ ધારો કે વિભાજક સ્થિર છે જેથી તે હલતું નથી. જ્યારે સંતુલન પ્રાપ્ત થાય,ત્યારે વાયુઓનું અંતિમ તાપમાન કેટલું હશે?
$(A) 550 \ K$ $(B) 525 \ K$ $(C) 513 \ K$ $(D) 490 \ K$
$2.$ હવે ધારો કે વિભાજક ઘર્ષણ વિના મુક્ત રીતે હલનચલન કરી શકે છે જેથી બંને ભાગોમાં વાયુઓનું દબાણ સમાન રહે. તો સંતુલન પ્રાપ્ત થાય ત્યાં સુધી વાયુઓ દ્વારા કરવામાં આવેલ કુલ કાર્ય કેટલું હશે?
$(A) 250 \ R$ $(B) 200 \ R$ $(C) 100 \ R$ $(D) -100 \ R$
પ્રશ્ન $1$ અને $2$ માટે જવાબ આપો.

ચોક્કસ વાયુના બે નમૂના $A$ અને $B$ છે,જે શરૂઆતમાં સમાન તાપમાન અને દબાણે છે. બંનેને કદ $V$ થી ઘટાડીને $\frac{V}{2}$ કરવામાં આવે છે. નમૂના $A$ ને સમતાપી રીતે અને નમૂના $B$ ને સમોષ્મી રીતે સંકોચવામાં આવે છે. $A$ નું અંતિમ દબાણ