$P_0$ दाब पर एक आदर्श गैस समतापीय प्रसार करती है जब तक कि उसका आयतन उसके प्रारंभिक आयतन का $8.0$ गुना न हो जाए। गैस को धीरे-धीरे और रुद्धोष्म रूप से वापस उसके मूल आयतन में संकुचित किया जाता है। यदि गैस का रुद्धोष्म नियतांक $\gamma = 4/3$ है, तो इस अंतिम अवस्था में प्रति अणु औसत गतिज ऊर्जा का प्रारंभिक अवस्था की गतिज ऊर्जा से अनुपात क्या है?

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

दो मोल गैस को दो अलग-अलग प्रक्रियाओं द्वारा उसके आयतन से दोगुना विस्तारित किया जाता है। एक समदाबी (isobaric) है और दूसरी समतापीय (isothermal) है। यदि $W_1$ और $W_2$ क्रमशः किए गए कार्य हैं,तो:

चित्र में दिखाए गए चक्र की दक्षता (जो एक आइसोबार,एक एडियाबेट और एक आइसोथर्म से मिलकर बनी है) $50 \%$ है। इस चक्र में प्राप्त उच्चतम और निम्नतम तापमान के बीच का अनुपात $x$ किस संबंध का पालन करता है (कार्यकारी पदार्थ एक आदर्श गैस है):

स्तंभ $-I$ में प्रक्रियाएं और स्तंभ $-II$ में कार्य के सूत्र दिए गए हैं। उन्हें उचित रूप से सुमेलित करें:

स्तंभ $-I$	स्तंभ $-II$
$(a)$ समतापीय प्रक्रिया	$(i)$ $W = \frac{\mu R(T_1 - T_2)}{\gamma - 1}$
$(b)$ रुद्धोष्म प्रक्रिया	$(ii)$ $W = P\Delta V$
	$(iii)$ $W = 2.303\mu RT \log_{10} \left( \frac{V_2}{V_1} \right)$

एक आदर्श गैस तालिका के कॉलम $3$ में दिखाए गए अनुसार अलग-अलग तरीकों से एक चक्रीय ऊष्मागतिक प्रक्रिया से गुजरती है। केवल अवस्था $1$ से $2$ तक के पथ पर विचार करें। $W$ सिस्टम पर किए गए कार्य को दर्शाता है। तालिका में समीकरण और आलेख ऊष्मागतिक प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले मानक संकेतों का पालन करते हैं। यहाँ $\gamma$ स्थिर दबाव और स्थिर आयतन पर ऊष्मा धारिताओं का अनुपात है। गैस में मोलों की संख्या $n$ है।
$(1)$ निम्नलिखित में से कौन सा विकल्प उस प्रक्रिया का एकमात्र सही निरूपण है जिसमें $\Delta U = \Delta Q - P \Delta V$ होता है?
$[A] (II) (iii) (P)$ $[B] (II) (iii) (R)$ $[C] (II) (iv) (S)$ $[D] (III) (iii) (P)$
$(2)$ निम्नलिखित में से कौन सा विकल्प सही संयोजन है?
$[A] (III) (ii) (S)$ $[B] (II) (iv) (R)$ $[C] (II) (iv) (P)$ $[D] (IV) (ii) (S)$
$(3)$ निम्नलिखित में से कौन सा विकल्प उस ऊष्मागतिक प्रक्रिया को सही ढंग से दर्शाता है जिसका उपयोग आदर्श गैस में ध्वनि की गति निर्धारित करने में सुधार के रूप में किया जाता है?
$[A] (III) (iv) (R)$ $[B] (I) (ii) (Q)$ $[C] (I) (iv) (Q)$ $[D] (I) (iv) (R)$