સમાન કદના બે સિલિન્ડર ઓરડાના તાપમાને સમાન જથ્થામાં આદર્શ દ્વિપરમાણ્વીય વાયુથી ભરેલા છે. બંને સિલિન્ડરમાં પિસ્ટન લગાવેલા છે. સિલિન્ડર $A$ માં પિસ્ટન મુક્ત રીતે હલનચલન કરી શકે છે (સમદાબી પ્રક્રિયા),જ્યારે સિલિન્ડર $B$ માં પિસ્ટન સ્થિર છે (સમકદ પ્રક્રિયા). જ્યારે બંને સિલિન્ડરને સમાન પ્રમાણમાં ઉષ્મા આપવામાં આવે છે,ત્યારે સિલિન્ડર $A$ ના વાયુનું તાપમાન $30\, K$ વધે છે. સિલિન્ડર $B$ માં વાયુના તાપમાનમાં કેટલો વધારો થશે ($;K$ માં)?

નીચે બે વિધાનો આપેલા છે:
વિધાન $I:$ જો કોઈ સિસ્ટમમાં ઉષ્મા ઉમેરવામાં આવે,તો તેનું તાપમાન વધવું જ જોઈએ.
વિધાન $II:$ જો થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયામાં સિસ્ટમ દ્વારા ધન કાર્ય કરવામાં આવે,તો તેનું કદ વધવું જ જોઈએ.
ઉપરોક્ત વિધાનોના પ્રકાશમાં,નીચે આપેલા વિકલ્પોમાંથી સાચો જવાબ પસંદ કરો.

$C_V = \frac{3}{2} n R$ જેટલી અચળ ઉષ્માધારિતા ધરાવતા આદર્શ વાયુને નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવેલ ત્રિકોણ મુજબના ચક્રમાં લઈ જવામાં આવે છે. આ ચક્ર વિશે નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?

એક આદર્શ મોનોએટોમિક વાયુને સ્પ્રિંગ-લોડેડ પિસ્ટન દ્વારા આડા સિલિન્ડરમાં રાખવામાં આવે છે (આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ). શરૂઆતમાં વાયુ તાપમાન $T_1$,દબાણ $P_1$ અને કદ $V_1$ પર છે અને સ્પ્રિંગ તેની મુક્ત સ્થિતિમાં છે. ત્યારબાદ વાયુને ખૂબ જ ધીમેથી તાપમાન $T_2$,દબાણ $P_2$ અને કદ $V_2$ સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન પિસ્ટન $x$ જેટલા અંતરે બહારની તરફ ખસે છે. પિસ્ટન અને સિલિન્ડર વચ્ચેના ઘર્ષણને અવગણતા,સાચું વિધાન(નો) કયું(કયા) છે:
$(A)$ જો $V_2=2V_1$ અને $T_2=3T_1$ હોય,તો સ્પ્રિંગમાં સંગ્રહિત ઉર્જા $\frac{1}{4}P_1V_1$ છે.
$(B)$ જો $V_2=2V_1$ અને $T_2=3T_1$ હોય,તો આંતરિક ઉર્જામાં ફેરફાર $3P_1V_1$ છે.
$(C)$ જો $V_2=3V_1$ અને $T_2=4T_1$ હોય,તો વાયુ દ્વારા થયેલ કાર્ય $\frac{7}{3}P_1V_1$ છે.
$(D)$ જો $V_2=3V_1$ અને $T_2=4T_1$ હોય,તો વાયુને આપેલી ઉષ્મા $\frac{41}{6}P_1V_1$ છે.

$pV = RT$ અવસ્થા સમીકરણનું પાલન કરતો વાયુ એક કાલ્પનિક પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે જે સમીકરણ $pV^{5/3} \exp \left(-\frac{pV}{E_0}\right) = C_1$ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે,જ્યાં $C_1$ અને $E_0$ પરિમાણીય અચળાંકો છે. તો,આ પ્રક્રિયા માટે,ઊંચા તાપમાને થર્મલ કમ્પ્રેસિબિલિટી (સંકોચનક્ષમતા)

એક જ વાયુના ત્રણ નમૂના $A, B$ અને $C$ $(\gamma = 3/2)$ શરૂઆતમાં સમાન કદ ધરાવે છે. હવે દરેક નમૂનાનું કદ બમણું કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા $A$ માટે એડિબેટિક (adiabatic),$B$ માટે આઈસોબારિક (isobaric) અને $C$ માટે આઈસોથર્મલ (isothermal) છે. જો ત્રણેય નમૂનાઓ માટે અંતિમ દબાણ સમાન હોય,તો તેમના પ્રારંભિક દબાણનો ગુણોત્તર કેટલો હશે?