માત્ર રોટેશનલ મોડ ધરાવતા એક મોલ દ્વિપરમાણ્વીય વાયુને પિસ્ટન સિસ્ટમ ધરાવતા સિલિન્ડરમાં રાખવામાં આવે છે. સિલિન્ડરના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ $4 \text{ cm}^2$ છે. વાયુને ધીમે ધીમે ગરમ કરીને તાપમાનમાં $1.2^\circ\text{C}$ નો વધારો કરવામાં આવે છે, જે દરમિયાન પિસ્ટન $25 \text{ mm}$ જેટલું ખસે છે. વાયુને આપેલી ઉષ્મા . . . . . . $J$ છે. (વાતાવરણીય દબાણ = $100 \text{ kPa}$, $R = 8.3 \text{ J/mol}\cdot\text{K}$) (પિસ્ટનનું દળ અવગણો)

$1000 K$ તાપમાને રાખેલ હોટ રિઝર્વોયર સાથે કામ કરતા કાર્નો એન્જિનની કાર્યક્ષમતા $0.4$ છે. તે હોટ રિઝર્વોયરમાંથી પ્રતિ ચક્ર $150 J$ ઉષ્મા મેળવે છે. આ એન્જિનમાંથી મેળવેલ કાર્યનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ હીટ પંપ ચલાવવા માટે થાય છે જેનો પરફોર્મન્સ ગુણાંક $10$ છે. હીટ પંપનું હોટ રિઝર્વોયર $300 K$ તાપમાને છે. નીચેનામાંથી કયું/કયા વિધાન/વિધાનો સાચું/સાચા છે:
$(A)$ એક ચક્રમાં કાર્નો એન્જિનમાંથી મેળવેલ કાર્ય $60 J$ છે.
$(B)$ કાર્નો એન્જિનના કોલ્ડ રિઝર્વોયરનું તાપમાન $600 K$ છે.
$(C)$ હીટ પંપના કોલ્ડ રિઝર્વોયરનું તાપમાન $270 K$ છે.
$(D)$ એક ચક્રમાં હીટ પંપના હોટ રિઝર્વોયરને આપવામાં આવતી ઉષ્મા $540 J$ છે.

$m$ દળ અને $M$ આણ્વીય દળ ધરાવતો વાયુ એક અવાહક નળીમાં $2V$ ના વેગથી વહી રહ્યો છે. જો વાયુનો પ્રવાહ અચાનક અટકાવી દેવામાં આવે અને બધી જ ગતિઊર્જાનો ઉપયોગ વાયુને દબાવવા માટે કરવામાં આવે,તો વાયુના તાપમાનમાં થતો વધારો કેટલો હશે? ($\gamma$ એ વિશિષ્ટ ઉષ્માનો ગુણોત્તર છે,$R$ એ સાર્વત્રિક વાયુ અચળાંક છે.)

બંને છેડેથી બંધ,સંપૂર્ણ અવાહક પદાર્થથી બનેલા એક નળાકારને ઉષ્મા-રોધક પિસ્ટન દ્વારા બે સમાન ભાગોમાં વહેંચવામાં આવ્યો છે. નળાકારના બંને ભાગોમાં $t_0 = 27^{\circ}C$ તાપમાન અને $P_0 = 1 \text{ atm}$ દબાણે સમાન દળનો વાયુ ભરેલો છે. જો એક ભાગના વાયુને ધીમે ધીમે $t = 57^{\circ}C$ સુધી ગરમ કરવામાં આવે અને પ્રથમ ભાગનું તાપમાન $t_0$ જાળવી રાખવામાં આવે,તો પિસ્ટન નળાકારના મધ્યભાગથી કેટલું અંતર ખસશે? (નળાકારની કુલ લંબાઈ $= 84 \text{ cm}$)

એક વાયુનું પ્રારંભિક દબાણ અને કદ અનુક્રમે $P$ અને $V$ છે. પ્રથમ તેને સમતાપી રીતે $4V$ કદ સુધી વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ એડિબેટિકલી (સમઉષ્મીય રીતે) $V$ કદ સુધી સંકોચવામાં આવે છે. વાયુનું અંતિમ દબાણ કેટલું હશે?

આકૃતિ એક થર્મોડાયનેમિક ચક્રનો $P-V$ આલેખ દર્શાવે છે. કયો અનુરૂપ વક્ર સાચો છે?