एक निश्चित मात्रा में गैस की प्रारंभिक अवस्था $(P_i, V_i, T_i)$ है। इसका प्रसार तब तक होता है जब तक कि इसका आयतन $V_f$ न हो जाए। निम्नलिखित दो स्थितियों पर विचार करें:
$(a)$ प्रसार स्थिर तापमान (समतापीय) पर होता है।
$(b)$ प्रसार स्थिर दबाव (समदाबी) पर होता है।
प्रत्येक स्थिति के लिए $P-V$ आरेख खींचें। दोनों में से किस स्थिति में गैस द्वारा किया गया कार्य अधिक होगा?

ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम की सीमाएँ बताइए।

आकृति में दिखाए गए ऊष्मागतिक चक्र में तीन प्रक्रियाएँ हैं: प्रक्रिया $1 \rightarrow 2$ समतापीय है; प्रक्रिया $2 \rightarrow 3$ समआयतनिक है (आयतन स्थिर रहता है); प्रक्रिया $3 \rightarrow 1$ रुद्धोष्म है। इस चक्र में आदर्श गैस द्वारा किया गया कुल कार्य $10 \, J$ है। समआयतनिक प्रक्रिया में आंतरिक ऊर्जा $20 \, J$ कम हो जाती है। रुद्धोष्म प्रक्रिया में गैस द्वारा किया गया कार्य $-20 \, J$ है। समतापीय प्रक्रिया में निकाय को दी गई ऊष्मा .............. $J$ है।

एक ऊष्मागतिक निकाय (thermodynamic system) के दिए गए $P-V$ आरेख के लिए,वक्रों को उनकी संबंधित ऊष्मागतिक प्रक्रियाओं के साथ मिलाएं। ($P$ = दाब और $V$ = आयतन)

वक्र	प्रक्रिया
$I$	$a)$ रुद्धोष्म (Adiabatic)
$II$	$b)$ समदाबी (Isobaric)
$III$	$c)$ समआयतनिक (Isochoric)
$IV$	$d)$ समतापीय (Isothermal)

$1000 K$ के तापमान पर रखे गए हॉट रिज़र्वोयर के साथ काम करने वाले कार्नो इंजन की दक्षता $0.4$ है। यह हॉट रिज़र्वोयर से प्रति चक्र $150 J$ ऊष्मा निकालता है। इस इंजन से प्राप्त कार्य का उपयोग पूरी तरह से एक हीट पंप चलाने के लिए किया जाता है जिसका परफॉरमेंस गुणांक $10$ है। हीट पंप का हॉट रिज़र्वोयर $300 K$ के तापमान पर है। निम्नलिखित में से कौन सा/से कथन सही है/हैं:
$(A)$ एक चक्र में कार्नो इंजन से प्राप्त कार्य $60 J$ है।
$(B)$ कार्नो इंजन के कोल्ड रिज़र्वोयर का तापमान $600 K$ है।
$(C)$ हीट पंप के कोल्ड रिज़र्वोयर का तापमान $270 K$ है।
$(D)$ एक चक्र में हीट पंप के हॉट रिज़र्वोयर को दी गई ऊष्मा $540 J$ है।

निम्नलिखित का मिलान करें:

सूची-$I$	सूची-$II$
$i)$ समतापीय प्रक्रिया	$a)$ $0$
$ii)$ समदाबी प्रक्रिया	$b)$ $\frac{1}{\gamma-1}[P_2 V_2 - P_1 V_1]$
$iii)$ समआयतनिक प्रक्रिया	$c)$ $\mu RT \ln(\frac{V_2}{V_1})$
$iv)$ रुद्धोष्म प्रक्रिया	$d)$ $P(V_2 - V_1)$

सही उत्तर है: