વાયુના આપેલા દળને સમતાપી રીતે સંકોચવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તેનું દબાણ બમણું ન થાય. ત્યારબાદ તેને એડિબેટિકલી (નિરુદ્ધોષ્મ) વિસ્તરણ કરવા દેવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તેનું મૂળ કદ પાછું ન આવે અને તેનું દબાણ તેના પ્રારંભિક દબાણના $0.75$ ગણું જોવા મળે છે. વાયુની વિશિષ્ટ ઉષ્માઓનો ગુણોત્તર આશરે કેટલો હશે?

એક જ વાયુના ત્રણ નમૂના $X, Y$ અને $Z$ ના કદ અને તાપમાન સમાન છે. દરેક નમૂનાનું કદ બમણું કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા $X$ માટે સમતાપી (isothermal),$Y$ માટે સમોષ્મી (adiabatic) અને $Z$ માટે સમદાબી (isobaric) છે. જો ત્રણેય નમૂનાઓ માટે અંતિમ દબાણ સમાન હોય,તો પ્રારંભિક દબાણનો ગુણોત્તર શોધો. (સમોષ્મી ઘાતાંક $\gamma = 3/2$ લો)

થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓમાં, નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું નથી?

આકૃતિમાં દર્શાવેલ ચક્ર એક એન્જિનને અનુસરે છે. (આ એન્જિન પિસ્ટન સાથેના નળાકારમાં સંપૂર્ણ એક મોલ વાયુનું બનેલું છે.)
$A$ થી $B$ કદ અચળ (isochoric),$B$ થી $C$ સમતાપી (isothermal),$C$ થી $D$ કદ અચળ અને $D$ થી $A$ સમતાપી છે તથા $V_C = V_D = 2V_A = 2V_B$.
$(a)$ ચક્રના કયા ભાગમાં એન્જિનને બહારથી ઉષ્મા આપેલી છે?
$(b)$ ચક્રના કયા ભાગમાં એન્જિન તેના પરિસરને ઊર્જા આપી શકે છે?
$(c)$ એક ચક્ર દરમિયાન એન્જિન વડે કેટલું કાર્ય થાય? તમારો જવાબ $P_A, P_B$ અને $V_A$ ના પદમાં આપો.
$(d)$ એન્જિનની કાર્યક્ષમતા કેટલી? (વાયુ માટે $\gamma = 5/3$,એક મોલ માટે $C_V = 3/2 R$)

$327^{\circ} C$ તાપમાને રહેલા બે મોલ ત્રિ-પરમાણ્વીય વાયુ $\left(\gamma = \frac{4}{3}\right)$ નું સમોષ્મી વિસ્તરણ એવી રીતે થાય છે કે તેનું કદ તેના પ્રારંભિક કદ કરતાં $8$ ગણું થાય છે. ત્યારબાદ, સમકદ પ્રક્રિયામાં વાયુનું તાપમાન બમણું કરવામાં આવે છે. આ બે પ્રક્રિયાઓમાં થયેલું કુલ કાર્ય શોધો ($R$ - સાર્વત્રિક વાયુ અચળાંક). ($R$ માં)

$P_0$ દબાણે રહેલો એક આદર્શ વાયુ સમતાપી વિસ્તરણ અનુભવે છે જ્યાં સુધી તેનું કદ તેના પ્રારંભિક કદ કરતાં $8.0$ ગણું ન થાય. ત્યારબાદ આ વાયુને ધીમેથી અને સમોષ્મી રીતે તેના મૂળ કદ પર પાછો સંકોચવામાં આવે છે. જો વાયુનો સમોષ્મી અચળાંક $\gamma = 4/3$ હોય, તો આ અંતિમ અવસ્થામાં અણુ દીઠ સરેરાશ ગતિઊર્જાનો પ્રારંભિક અવસ્થાની ગતિઊર્જા સાથેનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?