એક આદર્શ વાયુ ઉષ્માગતિજ સંતુલનમાં છે. વાયુના એક અણુની મુક્તિની માત્રા (degrees of freedom) $n$ છે. વાયુના એક મોલની આંતરિક ઉર્જા $U_n$ છે અને વાયુમાં ધ્વનિની ઝડપ $v_n$ છે. નિશ્ચિત તાપમાન અને દબાણે,નીચેનામાંથી કયો વિકલ્પ સાચો છે?

અચળ દબાણે વાયુના નિશ્ચિત જથ્થાનું કદ $V$ છે. વાયુના તાપમાનમાં વધારો કરવામાં આવે છે જેથી અણુઓનો r.m.s. વેગ બમણો થાય છે. નવું કદ કેટલું હશે?

પિસ્ટનના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $8 \times 10^{-3} \, m^2$ છે. ગેસનું તાપમાન $300 \, K$,દબાણ $1.0 \times 10^5 \, Pa$ અને કદ $2.4 \times 10^{-3} \, m^3$ છે. જ્યારે ગેસને હીટરથી ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે પિસ્ટન $0.1 \, m$ ખસે છે. જો સ્પ્રિંગનો બળ અચળાંક $8000 \, N/m$ હોય,તો અંતિમ તાપમાન $K$ માં શોધો.

વાયુમાં $N$ અણુઓની સરેરાશ સ્થાનાંતરીય ગતિઊર્જા $E_1$ છે. સ્થિર સ્થિતિમાંથી $V$ વોલ્ટના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત દ્વારા પ્રવેગિત ઇલેક્ટ્રોન $(e)$ ની ગતિઊર્જા $E_2$ છે. જે તાપમાને $E_1=E_2$ શક્ય છે તે તાપમાન શોધો ($R=$ વાયુ અચળાંક,$N=$ અણુઓની સંખ્યા).

એક પાત્રમાં $STP$ પર $14 \, g$ ($7$ મોલ) હાઇડ્રોજન અને $96 \, g$ ($3$ મોલ) ઓક્સિજન છે. પાત્રમાં વિદ્યુત તણખો (electric spark) પસાર કરીને રાસાયણિક પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી એક વાયુ વપરાઈ ન જાય. તાપમાનને તેના પ્રારંભિક મૂલ્ય $273 \, K$ પર પાછું લાવવામાં આવે છે. પાત્રમાં દબાણ ...... $atm$ છે.

વાયુઓના ગતિવાદના આધારે આપેલા વિધાનો વાંચો અને નક્કી કરો કે કયું/કયા સાચું છે:
$(I)$ નિરપેક્ષ તાપમાને એક અણુની ઉર્જા શૂન્ય હોય છે.
$(II)$ સમાન તાપમાને અલગ-અલગ વાયુઓની $r.m.s.$ ઝડપ સમાન હોય છે.
$(III)$ સમાન તાપમાને તમામ આદર્શ વાયુઓના એક ગ્રામ માટે ગતિ ઉર્જા સમાન હોય છે.
$(IV)$ સમાન તાપમાને તમામ આદર્શ વાયુઓના એક મોલ માટે સરેરાશ ગતિ ઉર્જા સમાન હોય છે.