એક એન્જિન (પિસ્ટન સાથેના સિલિન્ડરમાં એક મોલ આદર્શ વાયુનું બનેલું) દ્વારા અનુસરવામાં આવતું ચક્ર આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે.
$A$ થી $B$: કદ અચળ
$B$ થી $C$: એડિબેટિક (સમઉષ્મી)
$C$ થી $D$: કદ અચળ
$D$ થી $A$: એડિબેટિક (સમઉષ્મી)
$V_C = V_D = 2V_A = 2V_B$
$(a)$ ચક્રના કયા ભાગમાં એન્જિનને બહારથી ઉષ્મા આપવામાં આવે છે?
$(b)$ ચક્રના કયા ભાગમાં એન્જિન દ્વારા આસપાસના વાતાવરણને ઉષ્મા આપવામાં આવે છે?
$(c)$ એક ચક્રમાં એન્જિન દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય કેટલું છે? તમારો જવાબ $P_A, P_B, V_A$ ના સ્વરૂપમાં લખો.
$(d)$ એન્જિનની કાર્યક્ષમતા કેટલી છે?
$(\gamma = 5/3, C_v = 3/2 R$ વાયુના એક મોલ માટે$)$

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) પ્રક્રિયા $AB$ માં, કદ અચળ છે $(dV = 0)$, તેથી કાર્ય $dW = 0$. ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ, $dQ = dU + dW = dU$. અચળ કદ પર દબાણ વધતું હોવાથી, તાપમાન વધે છે, તેથી $dU > 0$. આમ, પ્રક્રિયા $AB$ માં ઉષ્મા આપવામાં આવે છે.
$(b)$ પ્રક્રિયા $CD$ માં, કદ અચળ છે અને દબાણ ઘટે છે, તેથી તાપમાન ઘટે છે. આમ, પ્રક્રિયા $CD$ માં એન્જિન દ્વારા આસપાસના વાતાવરણમાં ઉષ્મા મુક્ત થાય છે.
$(c)$ કુલ કાર્ય $W = W_{AB} + W_{BC} + W_{CD} + W_{DA}$. $W_{AB} = 0$ અને $W_{CD} = 0$ હોવાથી, $W = W_{BC} + W_{DA}$.
એડિબેટિક પ્રક્રિયાઓ માટે, $W = \frac{P_i V_i - P_f V_f}{\gamma - 1}$.
$W_{BC} = \frac{P_B V_B - P_C V_C}{\gamma - 1}$ અને $W_{DA} = \frac{P_D V_D - P_A V_A}{\gamma - 1}$.
આપેલ છે $V_C = V_D = 2V_A = 2V_B$, અને એડિબેટિક સંબંધો $P_B V_B^\gamma = P_C V_C^\gamma$ અને $P_A V_A^\gamma = P_D V_D^\gamma$:
$P_C = P_B(1/2)^{5/3}$ અને $P_D = P_A(2)^{5/3}$.
$W = \frac{1}{\gamma - 1} [P_B V_B - P_B(1/2)^{5/3}(2V_B) + P_A(2)^{5/3}(2V_A) - P_A V_A]$
$W = \frac{3V_A}{2} [P_B(1 - 2^{-2/3}) + P_A(2^{8/3} - 1)]$.
$(d)$ કાર્યક્ષમતા $\eta = 1 - \frac{|Q_{out}|}{Q_{in}} = 1 - \frac{C_v(T_C - T_D)}{C_v(T_B - T_A)} = 1 - \frac{P_C V_C - P_D V_D}{P_B V_B - P_A V_A} = 1 - \frac{2(P_C - P_D)}{P_B - P_A} = 1 - \frac{2(P_B 2^{-5/3} - P_A 2^{5/3})}{P_B - P_A}$.

Explore More

Similar Questions

કૉલમ $I$ માં આદર્શ વાયુના વિસ્તરણની પ્રક્રિયાઓની યાદી છે. તેને કૉલમ $II$ સાથે જોડો જે આ પ્રક્રિયા દરમિયાન થતા થર્મોડાયનેમિક ફેરફારનું વર્ણન કરે છે.
કૉલમ $I$કૉલમ $II$
$(A)$ એક અવાહક પાત્રમાં વાલ્વ દ્વારા અલગ પડેલા બે ચેમ્બર છે. ચેમ્બર $I$ માં આદર્શ વાયુ છે અને ચેમ્બર $II$ માં શૂન્યાવકાશ છે. વાલ્વ ખોલવામાં આવે છે.$(p)$ વાયુનું તાપમાન ઘટે છે
$(B)$ એક આદર્શ એકપરમાણ્વીય વાયુ તેના મૂળ કદ કરતા બમણા કદ સુધી વિસ્તરે છે જેથી તેનું દબાણ $P \propto V^{-2}$ થાય$(q)$ વાયુનું તાપમાન વધે છે અથવા અચળ રહે છે
$(C)$ એક આદર્શ એકપરમાણ્વીય વાયુ તેના મૂળ કદ કરતા બમણા કદ સુધી વિસ્તરે છે જેથી તેનું દબાણ $P \propto V^{-4/3}$ થાય$(r)$ વાયુ ઉષ્મા ગુમાવે છે
$(D)$ એક આદર્શ એકપરમાણ્વીય વાયુ એવી રીતે વિસ્તરે છે કે તેનું દબાણ $P$ અને કદ $V$ આલેખમાં દર્શાવેલ વર્તણૂકને અનુસરે છે$(s)$ વાયુ ઉષ્મા મેળવે છે

બે મોલ એક-પરમાણ્વીય વાયુનું સમદાબીય સ્થિતિમાં $(P_0, V_0)$ થી $(P_0, 2V_0)$ સુધી વિસ્તરણ કરવામાં આવે છે. ધારો કે $\Delta Q_1$,$\Delta W_1$ અને $\Delta U_1$ એ વાયુને આપેલી ઉષ્મા,વાયુ દ્વારા થયેલ કાર્ય અને આંતરિક ઉર્જામાં થતો ફેરફાર છે. હવે એક-પરમાણ્વીય વાયુને દ્વિ-પરમાણ્વીય વાયુ દ્વારા બદલવામાં આવે છે,અન્ય શરતો સમાન રહે છે. આ કિસ્સામાં અનુરૂપ મૂલ્યો $\Delta Q_2$,$\Delta W_2$ અને $\Delta U_2$ છે. તો:

$P$ દબાણ અને $V$ કદ ધરાવતો એક પરમાણ્વિક વાયુ સમતાપી રીતે $2V$ કદ સુધી વિસ્તરે છે અને ત્યારબાદ એડિબેટિક રીતે $16V$ કદ સુધી વિસ્તરે છે. વાયુનું અંતિમ દબાણ શોધો $\left(\gamma = \frac{5}{3}\right)$ છે.

$300 \; K$ તાપમાનથી શરૂ કરીને,એક મોલ આદર્શ દ્વિપરમાણ્વીય વાયુ $(\gamma=1.4)$ ને પ્રથમ કદ $V_{1}$ થી $V_{2}=\frac{V_{1}}{16}$ સુધી એડિબેટિકલી સંકુચિત કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ તેને કદ $2V_{2}$ સુધી આઈસોબારિકલી વિસ્તરણ કરવા દેવામાં આવે છે. જો તમામ પ્રક્રિયાઓ ક્વોસી-સ્ટેટિક હોય,તો વાયુનું અંતિમ તાપમાન ($K$ માં) કેટલું હશે? (નજીકના પૂર્ણાંકમાં)

$N$ મોલ આદર્શ દ્વિપરમાણ્વિક વાયુ એક સિલિન્ડરમાં $T$ તાપમાને છે. ધારો કે વાયુને ગરમી આપતા તેનું તાપમાન અચળ રહે છે પરંતુ $n$ મોલ અણુઓમાં વિભાજિત થાય છે. વાયુને આપેલી ઉષ્મા કેટલી છે?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo