એક $P - V$ આલેખ ધ્યાનમાં લો જેમાં નળાકાર પાત્રમાં એક મોલ આદર્શ વાયુ દ્વારા અનુસરવામાં આવતો માર્ગ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$(a)$ જ્યારે વાયુને અવસ્થા $1$ થી અવસ્થા $2$ માં લઈ જવામાં આવે ત્યારે થયેલ કાર્ય શોધો.
$(b)$ જો $V_2 = 2V_1$ હોય,તો તાપમાનનો ગુણોત્તર $\frac{T_1}{T_2}$ શું છે?
$(c)$ તાપમાન $T$ પર એક મોલ વાયુ માટે આંતરિક ઉર્જા $\frac{3}{2}RT$ આપેલ છે,તો જ્યારે વાયુને અવસ્થા $1$ થી $2$ માં લઈ જવામાં આવે ત્યારે વાયુને આપેલી ઉષ્મા શોધો,જ્યાં $V_2 = 2V_1$ છે.

(N/A) આલેખ પરથી,પ્રક્રિયા $PV^{\frac{1}{2}} = K$ (અચળ) ને અનુસરે છે.
$(a)$ અવસ્થા $1$ થી $2$ સુધીની પ્રક્રિયા માટે થયેલ કાર્ય $W$ નીચે મુજબ છે:
$W = \int_{V_1}^{V_2} P \, dV = \int_{V_1}^{V_2} \frac{K}{\sqrt{V}} \, dV = K \left[ \frac{V^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} \right]_{V_1}^{V_2} = 2K(\sqrt{V_2} - \sqrt{V_1})$.
કારણ કે $K = P_1 V_1^{\frac{1}{2}}$,તેથી $W = 2P_1 V_1^{\frac{1}{2}}(\sqrt{V_2} - \sqrt{V_1}) = 2P_1 V_1 (\sqrt{\frac{V_2}{V_1}} - 1)$.
$V_2 = 2V_1$ આપેલ હોવાથી,$W = 2P_1 V_1 (\sqrt{2} - 1)$.
$(b)$ આદર્શ વાયુ સમીકરણ $PV = nRT$ અને $P = \frac{K}{\sqrt{V}}$ પરથી,આપણને $T = \frac{PV}{nR} = \frac{K\sqrt{V}}{nR}$ મળે છે.
આમ,$\frac{T_1}{T_2} = \sqrt{\frac{V_1}{V_2}} = \sqrt{\frac{V_1}{2V_1}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
$(c)$ આપેલી ઉષ્મા $Q = \Delta U + W$.
$\Delta U = nC_v \Delta T = 1 \cdot \frac{3}{2}R(T_2 - T_1) = \frac{3}{2}(P_2 V_2 - P_1 V_1)$.
$P_2 V_2^{\frac{1}{2}} = P_1 V_1^{\frac{1}{2}}$ હોવાથી,$P_2 = P_1 \sqrt{\frac{V_1}{V_2}} = \frac{P_1}{\sqrt{2}}$.
$P_2 V_2 = \frac{P_1}{\sqrt{2}} (2V_1) = P_1 V_1 \sqrt{2}$.
$\Delta U = \frac{3}{2} P_1 V_1 (\sqrt{2} - 1)$.
$Q = \frac{3}{2} P_1 V_1 (\sqrt{2} - 1) + 2 P_1 V_1 (\sqrt{2} - 1) = \frac{7}{2} P_1 V_1 (\sqrt{2} - 1)$.