Thermodynamics MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Thermodynamics - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें
Last updated on May 12, 2025
Latest Thermodynamics MCQ Objective Questions
Thermodynamics Question 1:
10x लंबाई की एक धातु की छड़ AB का एक सिरा A, 0°C पर बर्फ में और दूसरा सिरा B, 100°C पर जल में है। यदि छड़ पर एक बिंदु P को 400°C पर बनाए रखा जाता है, तो यह पाया जाता है कि प्रति इकाई समय में बराबर मात्रा में जल और बर्फ वाष्पित होती है और पिघलती है। जल के वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा 540 cal/g और बर्फ के पिघलने की गुप्त ऊष्मा 80 cal/g है। यदि बिंदु P, बर्फ के सिरे A से λx की दूरी पर है, तो λ का मान ज्ञात कीजिए। [परिवेश को किसी भी ऊष्मा हानि की उपेक्षा करें।]
Answer (Detailed Solution Below) 9
Thermodynamics Question 1 Detailed Solution
गणना:
स्थिति चित्र में दिखाई गई है।
मान लीजिए कि छड़ का अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल A है और छड़ के पदार्थ की ऊष्मा चालकता k है। बिंदु P से सिरे A और सिरे B की ओर ऊष्मा प्रवाह की दर निम्न द्वारा दी गई है:
dQA/dt = kA(TP − TA)/(λx) = 400kA/(λx),
dQB/dt = kA(TP − TB)/(10x − λx) = 300kA/(10x − λx).
मान लीजिए कि बर्फ के पिघलने की दर dmi/dt है और जल के वाष्पीकरण की दर dmw/dt है। बर्फ और जल के लिए आवश्यक ऊष्मा की दरें हैं:
dQA/dt = (dmi/dt) × Li,
dQB/dt = (dmw/dt) × Lw,
जहाँ Li = 80 cal/g और Lw = 540 cal/g क्रमशः संगलन और वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्माएँ हैं।
dmi/dt = dmw/dt का उपयोग करें और सरल करें ताकि प्राप्त हो:
(400 / λ) × (10 − λ) / 300 = 80 / 540
जो λ = 9 देता है।
Thermodynamics Question 2:
Comprehension:
एक आदर्श एकपरमाण्विक गैस, जो शुरू में S0(P0, V0, T0) अवस्था में होती है, चार क्रमिक चरणों से युक्त एक चक्रीय प्रक्रम से गुजरती है: रुद्धोष्म संपीड़न, समतापी संपीड़न, रुद्धोष्म विस्तार और समतापी विस्तार। प्रक्रिया के दौरान गैस निम्नलिखित अवस्थाओं से गुजरती है:
रुद्धोष्म संपीड़न के बाद S1(P1, V1, T1)
समतापी संपीड़न के बाद S2(P2, V2, T2)
रुद्धोष्म प्रसार के बाद S3(P3, V3, T3)
समतापी प्रसार के बाद S4(P4, V4, T4)
यह भी दिया गया है कि P0 = P4 और P1 = P3 है। विशिष्ट ऊष्माएँ Cv = 3R/2 और Cp = 5R/2 हैं।
दी गई जानकारी से समीकरण 1 = V0a V1b V2c V3d Ve4 प्राप्त किया जा सकता है। d + e का मान α/3 है। α का मान है:
Answer (Detailed Solution Below) 5
Thermodynamics Question 2 Detailed Solution
गणना:
चारों प्रक्रमों से निम्नलिखित संबंध प्राप्त किए जा सकते हैं:
P0γ V0 = P1 V1γ ------------ (1)
P1 V1 = P2 V2 ------------ (2)
P2 V2γ = P3 V3γ ------------ (3)
P3 V3 = P4 V4 ------------ (4)
(1) को (3) से भाग देने पर हमें प्राप्त होता है,
(P0 / P2) (V0 / V2)γ = (P1 / P3) (V1 / V3)γ
चूँकि P1 = P3 है, इसलिए उपरोक्त व्यंजक सरल हो जाता है
(P0 / P2) = (V2 V1 / V0 V3)γ ------------ (5)
अब, (2) को (4) से भाग देने पर
P1 V1 / P3 V3 = P2 V2 / P4 V4
P1 = P3 और P0 = P4, हमें मिलता है:
P0 / P2 = V2 V3 / V1 V4 ------------ (6)
(5) और (6) का उपयोग करने पर,हमें मिलता है,
V2 V3 / V1 V4 = (V2 V1 / V0 V3)γ
इस समीकरण को V4 = V0a V1b V2c V3d के रूप में पुनर्व्यवस्थित करने पर:
V4 = V0γ V1-γ-1 V21-γ V3γ+1
इसलिए
d + e = γ = 5/3
Thermodynamics Question 3:
Comprehension:
एक आदर्श एकपरमाण्विक गैस, जो शुरू में S0(P0, V0, T0) अवस्था में होती है, चार क्रमिक चरणों से युक्त एक चक्रीय प्रक्रम से गुजरती है: रुद्धोष्म संपीड़न, समतापी संपीड़न, रुद्धोष्म विस्तार और समतापी विस्तार। प्रक्रिया के दौरान गैस निम्नलिखित अवस्थाओं से गुजरती है:
रुद्धोष्म संपीड़न के बाद S1(P1, V1, T1)
समतापी संपीड़न के बाद S2(P2, V2, T2)
रुद्धोष्म प्रसार के बाद S3(P3, V3, T3)
समतापी प्रसार के बाद S4(P4, V4, T4)
यह भी दिया गया है कि P0 = P4 और P1 = P3 है। विशिष्ट ऊष्माएँ Cv = 3R/2 और Cp = 5R/2 हैं।
यदि अवस्थाओं S0 और S3 के बीच आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन β /2P0( V4 - V0 ) है। β का मान ज्ञात कीजिए।
Answer (Detailed Solution Below) 3
Thermodynamics Question 3 Detailed Solution
गणना:
S3 --> S4 समतापी है।
उपरोक्त चर्चा की गई अवधारणा के अनुसार, S3 और S4 अवस्थाओं के बीच आंतरिक ऊर्जा में कोई परिवर्तन नहीं होगा
इसलिए,
U3 - U0=, U4 - U0
हम जानते हैं कि,
ΔU = nCv ΔT
U3 - U0 = U4 -U0 = nCv ( T4 - T0)
चूँकि P4 = P0,
U3 - U0 = n Cv Δ(PV)/ nR
U3 - U0 = 3/2 P0 ( V4 - V0)
∴ सही उत्तर 3/2, अर्थात 1.50 है।
Thermodynamics Question 4:
नीचे दो कथन दिए गए हैं:
कथन I: यदि किसी प्रणाली में ऊष्मा जोड़ी जाती है, तो उसका तापमान बढ़ना चाहिए।
कथन II: यदि ऊष्मागतिक प्रक्रिया में किसी प्रणाली द्वारा धनात्मक कार्य किया जाता है, तो उसका आयतन बढ़ना चाहिए।
उपरोक्त कथनों के आधार पर, नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 4 Detailed Solution
स्पष्टीकरण:
कथन-I: ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम से
ΔQ = Δu + w
यदि प्रणाली को ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है और उसे किए गए कार्य में परिवर्तित किया जाता है।
तब, Δ u < 0 है। अतः, Δ T < 0
कथन I असत्य है
कथन-II: ऊष्मागतिकी प्रणाली में किया गया कार्य निम्न द्वारा दिया जाता है
w = ∫PdV
इसलिए, धनात्मक कार्य करने के लिए प्रणाली का आयतन बढ़ाना होगा
कथन-II सत्य है
∴ विकल्प (4) सही है।
Thermodynamics Question 5:
कथन A: रुद्धोष्म प्रसार होने पर गैस का तापमान अपरिवर्तित रहता है।
कथन B: एक रुद्धोष्म प्रक्रिया के दौरान एक प्रणाली और उसके परिवेश के बीच ऊष्मीय ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 5 Detailed Solution
सही उत्तर विकल्प 4 है) अर्थात A और B दोनों असत्य हैं
अवधारणा:
- रुद्धोष्म प्रसार : रुद्धोष्म प्रक्रम वह होता है जिसमें निकाय और उसके परिवेश के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं होता है। यह गैस के संपीड़न का कारण बनता है।
- यहाँ गैस पर किए गए आंतरिक कार्य के कारण आयतन में परिवर्तन होता है।
अतः किया गया कार्य ऋणात्मक है।
व्याख्या:
- रुद्धोष्म प्रक्रम में ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं होता है। कथन B गलत है।
ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम से, ΔU = Q - W
- रुद्धोष्म प्रक्रम में, ऊष्मा का आदान-प्रदान शून्य होगा
गैस द्वारा किया गया कार्य निम्न द्वारा दिया जाता है:
W = P × ΔV
जहाँ P दाब है और ΔV गैस के आयतन में परिवर्तन है।
- रुद्धोष्म प्रसार के दौरान, आयतन बढ़ता है, और इस प्रकार, किया गया कार्य बढ़ता है।
- इसलिए, इसकी आंतरिक ऊर्जा ΔU कम होगी। चूँकि आंतरिक ऊर्जा तापमान का एक मापन है, रुद्धोष्म प्रसार के दौरान तापमान कम हो जाता है। कथन A गलत है।
अत: दोनों कथन असत्य हैं।
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ऊष्मागतिकी के _________ का उपयोग ऊर्जा संरक्षण की अवधारणा को समझने के लिए किया जाता है
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 6 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
- उष्मागतिकी के शून्यवें नियम के अनुसार यदि दो ऊष्मागतिकी प्रणालियाँ एक तीसरी प्रणाली के साथ तापीय साम्यावस्था में है, तो वे एक दूसरे के साथ तापीय साम्यावस्था में होती हैं।
यह नियम तापमान मापन का आधार है।
- उष्मागतिकी के पहले नियम के अनुसार ऊर्जा को एक पृथक प्रणाली में बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है; ऊर्जा केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित या परिवर्तित की जा सकती है।
उष्मागतिकी का पहला नियम ऊर्जा के संरक्षण के नियम का एक पुन: कथन है
अर्थात, उष्मागतिकी के पहले नियम के अनुसार:
ΔQ = ΔW + ΔU
- उष्मागतिकी का पहला नियम हमें ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत को समझने में मदद करता है, इसलिए उष्मागतिकी दूसरे नियम के अनुसार प्राकृतिक प्रणाली के लिए ऊष्मा हमेशा एक दिशा में बहती है (उच्च तापमान निकाय से कम तापमान निकाय की ओर) जब तक कि यह बाहरी कारक द्वारा सहायता नही की जाती है।
और बल की दिशा को मापने के लिए हम शब्द एंट्रोपी का उपयोग करते हैं जिसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है-
\({\rm{\Delta }}S = \;\smallint \frac{{dQ}}{T}\)
ΔQ = ऊष्मा विनिमय
ΔW =विस्तार के कारण किया गया कार्य
ΔU= प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा
ΔS =एंट्रोपी में परिवर्तन
T= तापमान
स्पष्टीकरण:
जैसा कि ऊष्मागतिकी ऊर्जा के पहले नियम के अनुसार ऊपर बताया गया है, एक पृथक प्रणाली में ऊर्जा को बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है, ऊर्जा को केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित या परिवर्तित किया जा सकता है।
यह आदर्श कथन है जिसका उपयोग ऊष्मागतिकी में प्रणाली और परिवेश के बीच में ऊर्जा संरक्षण की अवधारणा को समझाने के लिए किया जाता है।
इसलिए विकल्प 2 सभी के बीच सही है
याद रखने की ट्रिक्स:
यह ऊष्मागतिकी के तीनों नियमों के लिए निर्णायक बिंदु है।
शून्यवां नियम - तापमान की अवधारणा
पहला नियम - आंतरिक ऊर्जा / ऊर्जा संरक्षण की अवधारणा
दूसरा नियम - एन्ट्रापी / ऊष्मा के प्रवाह की अवधारणा
यदि स्रोत का तापमान बढ़ जाता है तो कार्नोट इंजन की दक्षता_________।
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 7 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
- कार्नोट इंजन: कार्नोट चक्र पर काम करने वाले सैद्धांतिक इंजन को कार्नोट इंजन कहा जाता है।
- यह सभी प्रकार के तापीय इंजनों के बीच अधिकतम संभव दक्षता प्रदान करता है।
- कार्नॉट इंजन का वह हिस्सा जो इंजन को ऊष्मा उपलब्ध कराता है, उसे ऊष्मा स्त्रोत कहा जाता है।
- स्रोत का तापमान सभी भागों के बीच अधिकतम है।
- कार्नोट इंजन का वह हिस्सा जिसमें इंजन द्वारा ऊष्मा की अतिरिक्त मात्रा को अस्वीकार कर दिया जाता है, उसे ऊष्मा सिंक कहा जाता है।
- इंजन द्वारा किए जाने वाले कार्य की मात्रा को कार्य कहा जाता है
एक कार्नोट इंजन की दक्षता (η) निम्न द्वारा दी गई है:
\(η = 1 - \frac{{{T_C}}}{{{T_H}}} = \;\frac{{Work\;done\left( W \right)}}{{{Q_{in}}}} = \;\frac{{{Q_{in}} - \;{Q_R}}}{{{Q_{in}}}}\)
जहां TC सिंक का तापमान है, TH स्रोत का तापमान है, W इंजन द्वारा किया गया कार्य, Qin इंजन / ऊष्मा इनपुट को दी गई ऊष्मा है और QR अस्वीकार की गई ऊष्मा है
व्याख्या:
एक कार्नॉट इंजन की दक्षता (η) निम्न द्वारा दी गई है:
η = 1 - TC/TH
- यहाँ अगर TH बढ़ता है, तो TC/TH का मान घटता है, और इसलिए (1 - TC/TH) का मान बढ़ता है।
- यदि स्रोत का तापमान (TH) बढ़ जाता है तो कार्नोट इंजन की दक्षता बढ़ जाती है। इसलिए विकल्प 1 सही है।
एक कार्नोट इंजन तापमान 227° C और 127° C के बीच कार्य करता है। यदि इंजन का कार्य आउटपुट 104 J है तो सिंक को अस्वीकार की गई ऊष्मा की मात्रा क्या होगी?
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 8 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
- कार्नोट इंजन एक आदर्श उत्क्रमणीय इंजन है जो दो तापमान T1 (स्रोत) और T2 (सिंक) के बीच संचालित होता है।
- कार्नोट इंजन दो समतापीय और स्थिरोष्म प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से संचालित होता है जिसे कार्नोट चक्र कहा जाता है।
- कार्नोट चक्र के चरण हैं
- सम-तापीय प्रसार
- स्थिरोष्म प्रसार
- सम-तापीय संपीड़न
- स्थिरोष्म संपीड़न
- कार्नोट इंजन की दक्षता को स्रोत से काम करने वाला पदार्थ के लिए इंजन द्वारा प्रति चक्र किए गए शुद्ध कार्य और प्रति चक्र अवशोषित ऊष्मा के अनुपात रूप में परिभाषित किया गया है।
- दक्षता निम्न द्वारा दी गई है
\(\eta = \frac{W}{Q_1} =\frac{Q_1-Q_2}{Q_1} = 1-\frac{Q_2}{Q_1}\)
जहां W = कार्य , Q1 = अवशोषित ऊष्मा की मात्रा, Q2 = अस्वीकार की गई ऊष्मा की मात्रा
चूंकि \(\frac{{{Q}_{2}}}{{{Q}_{1}}}=\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\)
\( \eta =1-\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\)जहां T1 = स्रोत का तापमान और T2 = सिंक का तापमान
हल:
- दक्षता निम्न द्वारा दी गई है
\(⇒ \eta =1-\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\)
\(⇒ \eta =1-\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}=1-\frac{{{400}}}{{{500}}}=\frac{1}{5}\)
- कार्नोट इंजन द्वारा अवशोषित ऊष्मा की मात्रा की गणना निम्नप्रकार की जा सकती है
\(⇒ Q_1= \frac{W}{\eta}=\frac{10^4}{\frac{1}{5}}=5×10^4\, J\)
- सिंक को अस्वीकार की गई ऊष्मा
⇒ Q2 = Q1 - W
⇒ Q2 = 5 × 104 - 1 × 104 = 4 × 104 J
किस ऊष्मागतिक प्रक्रम में, निकाय और परिवेश के बीच कोई ऊष्मा प्रवाहित नहीं होती है?
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 9 Detailed Solution
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| समदाबी प्रक्रिया | समआयतनिक प्रक्रम | स्थिरोष्म प्रक्रम | समतापीय प्रक्रम |
| यह नियत दबाव पर आयतन और तापमान में परिवर्तन के बीच संबंध स्थापित करने की अनुमति प्रदान करती है। |
जिस प्रक्रिया में गैस का आयतन स्थिर रहता है, उसे सम-आयतनिक प्रक्रिया कहा जाता है। उदाहरण के लिए: एक बंद पात्र में एक गैस भरी जाती है तो गैस का आयतन स्थिर रहेगा। |
एक प्रणाली में ऊष्मागतिक प्रक्रिया, जिसके दौरान ऊष्मागतिक प्रणालियों और आसपास के बीच कोई ऊष्मा हस्तांतरण नहीं होता है, को स्थिरोष्म प्रक्रिया कहा जाता है। | यह नियत तापमान के अधीन दबाव और आयतन में परिवर्तन के बीच संबंध स्थापित करने की अनुमति देती है। |
|
V1/T1 = V2/T2 इसलिए V ∝ T जहां [V1 और V2 आयतन है और T1 और T2 दोनों अलग अलग तापमान है] |
\(\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} = Constant\) |
PVγ = नियतांक जहां γ विशिष्ट ऊष्मा का अनुपात है |
P1V1 = P2V2 so P V = Constant जहां [P1 और P2 गैस के दाब है और V1 और V2 आयतन है] |
व्याख्या:
- एक स्थिरोष्म प्रक्रिया में, प्रणाली और परिवेश के बीच कोई ऊष्मा नहीं बहती है। तो विकल्प 3 सही है।
एक आदर्श गैस ऊष्मा इंजन 227° C और 127° C के बीच कार्नोट के चक्र में संचालित होता है यह उच्च तापमान पर 6 × 104 J अवशोषित करता है। कार्य में परिवर्तित ऊष्मा की मात्रा ____ है।
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 10 Detailed Solution
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- कार्नोट इंजन एक आदर्श उत्क्रमणीय इंजन है जो दो तापमान T1 (स्रोत), और T2 (सिंक) के बीच संचालित होता है।
- कार्नोट इंजन दो समतापीय और स्थिरोष्म प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से संचालित होता है जिसे कार्नोट चक्र कहा जाता है।
- कार्नोट चक्र के चरण हैं
- सम-तापीय प्रसार
- स्थिरोष्म प्रसार
- सम-तापीय संपीड़न
- स्थिरोष्म संपीड़न
- कार्नोट इंजन की दक्षता को स्रोत से काम करने वाला पदार्थ के लिए इंजन द्वारा प्रति चक्र किए गए शुद्ध कार्य और प्रति चक्र अवशोषित ऊष्मा के अनुपात रूप में परिभाषित किया गया है।
- दक्षता निम्न द्वारा दी गई है
\(\eta = \frac{W}{Q_1} =\frac{Q_1-Q_2}{Q_1} = 1-\frac{Q_2}{Q_1}\)
जहां W = कार्य , Q1 = अवशोषित ऊष्मा की मात्रा, Q2 =अस्वीकार की गई ऊष्मा की मात्रा
चूंकि \(\frac{{{Q}_{2}}}{{{Q}_{1}}}=\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\)
\( \eta =1-\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}\)जहां T1 = स्रोत का तापमान और T2 = सिंक का तापमान
गणना:
दिया गया है:
T1 = 227+273 = 500 K
T2 = 127 +273 = 400 K
इंजन द्वारा अवशोषित ऊष्मा Q1 = 6 × 104J है।
- ऊष्मा इंजन की दक्षता इस प्रकार है-
\(\Rightarrow \eta = \frac{W}{Q_1} = 1-\frac{T_2}{T_1}\)
\(\Rightarrow \frac{W}{6\times 10^{4}} = 1-\frac{400}{500}\)
\(\Rightarrow \frac{W}{6\times 10^{4}} = 1-\frac{4}{5} \)
\(\Rightarrow \frac{W}{6\times10^{4}} = \frac{1}{5} \)
\(\Rightarrow {W} = \frac{6\times 10^{4}}{5} = 1.2 \times 10^{4} J\)
- इसलिए, विकल्प 4 उत्तर है।
चार्ल्स के नियम में किस चर को नियत रखा जाता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 11 Detailed Solution
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चार्ल्स का नियम:
- यदि दबाव स्थिर रहता है तो गैस के दिए गए द्रव्यमान का आयतन उसके निरपेक्ष तापमान के समानुपाती होता है।
यानी V ∝ T
या V/T = स्थिरांक
\( \Rightarrow \frac{{{V_1}}}{{{T_1}}} = \frac{{{V_2}}}{{{T_2}}}\)
व्याख्या:
- ऊपर से यह स्पष्ट है कि चार्ल्स के नियम में दबाव स्थिर रहता है। इसलिए विकल्प 4 सही है।
ऊष्मागतिकी में ___________ एक अवस्था चर नहीं है।
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 12 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
- अवस्था चरों को ऊष्मागतिकीय चर के रूप में परिभाषित किया जाता है जो केवल ऊष्मागतिकीय प्रणाली की प्रारंभिक और अंतिम अवस्था पर निर्भर करते हैं।
- ये चर इस बात पर निर्भर नहीं करते हैं कि प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था तक ऊष्मागतिकीय प्रणाली किस प्रकार बदली है।
- तापमान, दबाव, आंतरिक ऊर्जा और घनत्व अवस्था चर के उदाहरण हैं।
- अवस्था चर को अवस्था फलनों के रूप में भी जाना जाता है।
- पथ चर को ऊष्मागतिकीय चर के रूप में परिभाषित किया जाता है जो उस तरीके पर निर्भर करता है जिसमें ऊष्मागतिकीय प्रणाली ने प्रारंभिक और अंतिम स्थिति प्राप्त की थी।
- ऊष्मा, कार्य पथ चर का उदाहरण है
व्याख्या:
- आंतरिक ऊर्जा, दबाव, घनत्व और पूर्ण ऊष्मा अवस्था चर के उदाहरण हैं। चूंकि वे केवल ऊष्मागतिकीय प्रणाली के अंतिम और प्रारंभिक अवस्थाओं पर निर्भर करते हैं।
- ऊष्मा एक ऊष्मागतिकीय प्रणाली में मौजूद ऊर्जा की मात्रा का एक माप है। जैसे-जैसे ऊर्जा की मात्रा बदलती है प्रणाली में मौजूद ऊष्मा बदलती है। इसलिए ऊष्मा पथ चर है। इसलिए विकल्प 4 सही उत्तर है।
70% दक्षता प्राप्त करने के लिए कार्नोट इंजन का स्रोत तापमान क्या होगा में K ?
सिंक का तापमान = 27 °C है।
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 13 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
- कार्नोट इंजन: लियोनार्ड कार्नोट द्वारा प्रस्तावित एक सैद्धांतिक ऊष्मागतिक चक्र। यह अधिकतम संभव दक्षता का अनुमान प्रदान करता है कि ऊष्मा में रूपांतरण प्रक्रिया के दौरान एक ऊष्मा इंजन और इसके विपरीत, दो संग्रहाकों के बीच काम कर सकते हैं।
- तो व्यावहारिक रूप से और सैद्धांतिक रूप से कार्नोट इंजन की तुलना में अधिक दक्षता वाला कोई इंजन नहीं हो सकता है।
कार्नोट के ऊष्मा इंजन की दक्षता निम्न द्वारा दी गई है:
\(η=1-\frac{T_c}{T_h}\)
जहाँ Tc ठंडे संग्रहाक का तापमान है और Th गर्म संग्रहाक का तापमान है।
इस प्रकार के इंजन की दक्षता कार्यशील पदार्थ की प्रकृति से स्वतंत्र है और केवल गर्म और ठंडे संग्रहाक के तापमान पर निर्भर है।
गणना:
दिया गया है:
सिंक तापमान: Tc = 27°C = 300K
η = 70% = 0.7
\(η=1-\frac{T_c}{T_h}\)
\(0.7=1-\frac{300}{T_h}\)
Th = 300/0.3 = 1000 K
तो सही उत्तर विकल्प 1 है।
समतापी स्थितियों में एक आदर्श गैस को दी जाने वाली ऊष्मा का उपयोग ______ के लिए किया जाता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 14 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम:
- यह ऊष्मागतिक प्रक्रिया में ऊर्जा के संरक्षण का एक कथन है।
- इसके अनुसार किसी प्रणाली (ΔQ) को दी गई ऊष्मा उसकी आंतरिक ऊर्जा (ΔU) में वृद्धि और प्रणाली द्वारा परिवेश के विरुद्ध किए गए कार्य (ΔW) के योग के बराबर होती है।
यानी ΔQ = ΔU + ΔW [∴ ΔW = p ΔV]
- यह कार्य और ऊष्मा बीच कोई विभेदन नहीं करता है क्योंकि इसके अनुसार किसी प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा (और तापमान) को या तो उसमें ऊष्मा जोड़कर या उस पर कार्य करके अथवा दोनों तरीके से बढ़ाया जा सकता है।
व्याख्या:
- जब एक ऊष्मागतिक प्रणाली इस तरह से भौतिक परिवर्तन से गुजरती है कि उसका तापमान स्थिर रहे तो परिवर्तन को एक समतापी प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है ।
- जैसा कि हम जानते हैं कि, प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा अकेले तापमान का एक फलन है , इसलिए समतापी प्रक्रिया में आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन शून्य है।
⇒ ΔQ = 0 + ΔW = 0W
- इसलिए, समतापी स्थितियों में एक आदर्श गैस को दी गई ऊष्मा का उपयोग बाहरी कार्य करने के लिए किया जाता है । इसलिए विकल्प 2 सही है।
ऊष्मा के 110 जूल को एक गैसीय प्रणाली में योजित किया जाता है, जिसकी आंतरिक ऊर्जा 40 जूल है। फिर किए गए बाह्य कार्य की मात्रा है-
Answer (Detailed Solution Below)
Thermodynamics Question 15 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा :
- ऊष्मागतिकी का पहला नियम ऊर्जा के संरक्षण के नियम का पुनर्स्थापन है। यह बताता है कि ऊर्जा एक पृथक प्रणाली में बनाई या नष्ट नहीं की जा सकती; ऊर्जा को केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित या परिवर्तित किया जा सकता है।
- जब ऊष्मा ऊर्जा को एक ऊष्मागतिकी प्रणाली या किसी मशीन को आपूर्ति की जाती है।
- दो घटनाएँ हो सकती हैं:
- प्रणाली या मशीन की आंतरिक ऊर्जा परिवर्तित हो सकती है।
- प्रणाली में कुछ बाह्य कार्य भी हो सकता है।
ऊष्मागतिकी के पहले नियम के अनुसार:
ΔQ = ΔW + ΔU
जहाँ ΔQ = प्रणाली में ऊष्मा की आपूर्ति या ऊष्मा हस्तांतरण, ΔW = प्रणाली द्वारा किया गया कार्य, ΔU = प्रणाली में आंतरिक ऊर्जा का परिवर्तन
स्पष्टीकरण :
दिया गया है कि, ΔQ = 110 J, ΔU = 40 J
ऊष्मागतिकी के पहले नियम के अनुसार:
ΔQ = ΔW + ΔU
ΔU = ΔQ - ΔW
40 J = 110 J - ΔW
ΔW = 110 - 40 = 70 J
अतः किए गए बाह्य कार्य की मात्रा 70 जूल है।