એક મોલ દ્વિ-પરમાણ્વીય વાયુ $\frac{Q}{3}$ જેટલું કાર્ય કરે છે,જ્યારે તેને આપવામાં આવતી ઉષ્મા $Q$ છે. આ પ્રક્રિયામાં વાયુની મોલર વિશિષ્ટ ઉષ્મા કેટલી હશે?

એક મોલ વાયુનું વિસ્તરણ એવી રીતે થાય છે કે તેનું કદ $V$ નિરપેક્ષ તાપમાન $T$ સાથે $V = K T^2$ સંબંધ અનુસાર બદલાય છે,જ્યાં $K$ અચળાંક છે. જો વાયુનું તાપમાન $60 \text{ K}$ જેટલું બદલાય,તો વાયુ દ્વારા થયેલ કાર્ય શોધો ($R$ એ સાર્વત્રિક વાયુ અચળાંક છે).

એક થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમને પ્રારંભિક અવસ્થા $i$ (જેમાં આંતરિક ઉર્જા $U_i = 100 \ J$ છે) થી અંતિમ અવસ્થા $f$ સુધી બે અલગ-અલગ માર્ગો $iaf$ અને $ibf$ દ્વારા લઈ જવામાં આવે છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. સિસ્ટમ દ્વારા $ia$,$af$,$ib$ અને $bf$ માર્ગો પર કરવામાં આવેલ કાર્ય અનુક્રમે $W_{ia} = 50 \ J$,$W_{af} = 200 \ J$,$W_{ib} = 50 \ J$ અને $W_{bf} = 100 \ J$ છે. $iaf$ અને $ibf$ માર્ગો પર સિસ્ટમને આપવામાં આવેલી ઉષ્મા અનુક્રમે $Q_{iaf}$ અને $Q_{ibf}$ છે. જો અવસ્થા $b$ માં સિસ્ટમની આંતરિક ઉર્જા $U_b = 200 \ J$ હોય અને $Q_{iaf} = 500 \ J$ હોય,તો ગુણોત્તર $Q_{ibf} / Q_{iaf}$ શોધો:

એક વાયુને સમતાપી રીતે તેના પ્રારંભિક કદના અડધા કદ સુધી સંકોચવામાં આવે છે. તે જ વાયુને અલગથી એક એડિબેટિક (નિરુદ્ધોષ્મ) પ્રક્રિયા દ્વારા સંકોચવામાં આવે છે જ્યાં સુધી તેનું કદ ફરીથી અડધું ન થાય. તો

એક આદર્શ વાયુ ચાર થર્મોડાયનેમિક અવસ્થાઓ ધરાવતી ચક્રીય પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. આ દરેક અવસ્થાઓમાં સંકળાયેલ ઉષ્મા $(Q)$ અને કાર્ય $(W)$ ના મૂલ્યો નીચે મુજબ છે:
$Q_1 = 6000 \ J, Q_2 = -5500 \ J, Q_3 = -3000 \ J, Q_4 = 3500 \ J$
$W_1 = 2500 \ J, W_2 = -1000 \ J, W_3 = -1200 \ J, W_4 = x \ J$
વાયુ દ્વારા થયેલ કુલ કાર્ય અને વાયુ દ્વારા શોષાયેલ કુલ ઉષ્માનો ગુણોત્તર $\eta$ છે. $x$ અને $\eta$ ના મૂલ્યો અનુક્રમે શોધો.

હિલિયમ વાયુ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $ABCDA$ ચક્ર (જે બે સમકદ અને બે સમદાબી રેખાઓનું બનેલું છે) પૂર્ણ કરે છે. આ ચક્રની કાર્યક્ષમતા આશરે ....... $\%$ છે (ધારો કે વાયુ આદર્શ વાયુ છે).