નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે? ($\Delta U = \text{આંતરિક ઉર્જામાં વધારો}$,$dW = \text{તંત્ર દ્વારા થયેલ કાર્ય}$)

એક નાનો ગોળાકાર મોનોએટોમિક આદર્શ વાયુનો પરપોટો $\left(\gamma=\frac{5}{3}\right)$ $\rho_{\ell}$ ઘનતા ધરાવતા પ્રવાહીમાં ફસાયેલો છે (આકૃતિ જુઓ). ધારો કે પરપોટો પ્રવાહી સાથે કોઈ ઉષ્માની આપ-લે કરતો નથી. પરપોટામાં $n$ મોલ વાયુ છે. જ્યારે પરપોટો તળિયે હોય ત્યારે વાયુનું તાપમાન $T_0$ છે, પ્રવાહીની ઊંચાઈ $H$ છે અને વાતાવરણીય દબાણ $P_0$ છે (પૃષ્ઠતાણને અવગણો).
$1.$ જેમ પરપોટો ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે, તેમ ઉત્પ્લાવક બળ સિવાય તેના પર નીચેના બળો કાર્ય કરે છે:
$(A)$ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ
$(B)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને પ્રવાહીના દબાણને કારણે લાગતું બળ
$(C)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, પ્રવાહીના દબાણને કારણે લાગતું બળ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે લાગતું બળ
$(D)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે લાગતું બળ
$2.$ જ્યારે વાયુનો પરપોટો તળિયેથી $y$ ઊંચાઈ પર હોય, ત્યારે તેનું તાપમાન કેટલું હશે?
$(A)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{2 / 5}$
$(B)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{2 / 5}$
$(C)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{3 / 5}$
$(D)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{3 / 5}$
$3.$ વાયુના પરપોટા પર લાગતું ઉત્પ્લાવક બળ કેટલું છે (ધારો કે $R$ એ સાર્વત્રિક વાયુ અચળાંક છે):
$(A)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} gy\right)^{7 / 5}}$
$(B)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{3 / 5}}$
$(C)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} g H\right)^{3 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right)^{8 / 5}}$
$(D)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{3 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{2 / 5}}$
પ્રશ્ન $1, 2,$ અને $3$ ના જવાબ આપો.

વાયુના એડિબેટિક (નિરુદ્ધોષ્મ) વિસ્તરણમાં,

પાણીની અંદર એક ગોળાકાર પરપોટાની ત્રિજ્યા $R$ છે. પરપોટાની અંદરનું દબાણ અને પાણીનું દબાણ $p_0$ લો. હવે પરપોટો ત્રિજ્યાની દિશામાં એડિબેટિક રીતે સંકોચાય છે જેથી તેની ત્રિજ્યા $(R-a)$ થાય છે. $a \ll R$ માટે,આ પ્રક્રિયામાં થયેલ કાર્યનું મૂલ્ય $(4 \pi p_0 R a^2) X$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $X$ એક અચળાંક છે અને $\gamma = C_p / C_V = 41 / 30$ છે. $X$ નું મૂલ્ય શોધો.

એક થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમને એડિબેટિકલી (ઉષ્માઅવાહક રીતે) સંકોચવામાં આવે છે, તો તેનું તાપમાન

એક એડિબેટિક (adiabatic) ફેરફારમાં,એક પરમાણ્વીય વાયુનું દબાણ $P$ અને તાપમાન $T$ એ $P \propto T^C$ સંબંધ દ્વારા જોડાયેલ છે,જ્યાં $C$ ની કિંમત કેટલી થાય?