एक मोल आदर्श गैस की ऊष्मा धारिता $C_V = \frac{3R(1 + aRT)}{2}$ पाई जाती है,जहाँ $a$ एक नियतांक है। उत्क्रमणीय रुद्धोष्म प्रसार के दौरान इस गैस द्वारा पालन किया जाने वाला समीकरण है

एक आदर्श गैस के रुद्धोष्म (adiabatic) प्रसार के लिए,इसके दाब में भिन्नात्मक परिवर्तन किसके बराबर है (जहाँ $\gamma$ विशिष्ट ऊष्माओं का अनुपात है):

एक छोटा गोलाकार मोनोएटॉमिक आदर्श गैस का बुलबुला $\left(\gamma=\frac{5}{3}\right)$ $\rho_{\ell}$ घनत्व वाले तरल के अंदर फंसा हुआ है (चित्र देखें)। मान लें कि बुलबुला तरल के साथ कोई ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं करता है। बुलबुले में $n$ मोल गैस है। जब बुलबुला नीचे होता है तो गैस का तापमान $T_0$ होता है, तरल की ऊंचाई $H$ है और वायुमंडलीय दबाव $P_0$ है (पृष्ठ तनाव की उपेक्षा करें)।
$1.$ जैसे-जैसे बुलबुला ऊपर की ओर बढ़ता है, उत्प्लावन बल के अलावा, उस पर निम्नलिखित बल कार्य कर रहे होते हैं:
$(A)$ केवल गुरुत्वाकर्षण बल
$(B)$ गुरुत्वाकर्षण के कारण बल और तरल के दबाव के कारण बल
$(C)$ गुरुत्वाकर्षण के कारण बल, तरल के दबाव के कारण बल और तरल की श्यानता के कारण बल
$(D)$ गुरुत्वाकर्षण के कारण बल और तरल की श्यानता के कारण बल
$2.$ जब गैस का बुलबुला नीचे से $y$ ऊंचाई पर होता है, तो उसका तापमान होता है:
$(A)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{2 / 5}$
$(B)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{2 / 5}$
$(C)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{3 / 5}$
$(D)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{3 / 5}$
$3.$ गैस के बुलबुले पर कार्य करने वाला उत्प्लावन बल है (मान लें $R$ सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है):
$(A)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} gy\right)^{7 / 5}}$
$(B)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{3 / 5}}$
$(C)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} g H\right)^{3 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right)^{8 / 5}}$
$(D)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{3 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{2 / 5}}$
प्रश्न $1, 2,$ और $3$ के उत्तर दें।

एक रुद्धोष्म (adiabatic) परिवर्तन में,एक द्विपरमाणुक गैस का दाब $P$ और तापमान $T$ संबंध $P \propto T^C$ द्वारा संबंधित हैं,जहाँ $C$ का मान क्या है?

एक मोनोएटॉमिक आदर्श गैस,जो शुरू में $T_1$ तापमान पर है,एक घर्षण रहित पिस्टन वाले सिलेंडर में बंद है। पिस्टन को अचानक मुक्त करके गैस का तापमान $T_2$ तक रुद्धोष्म (adiabatic) रूप से विस्तारित किया जाता है। यदि $L_1$ और $L_2$ क्रमशः विस्तार से पहले और बाद में गैस कॉलम की लंबाई हैं,तो $T_1/T_2$ का मान क्या होगा?

एक गैस जिसके लिए $\gamma = 1.5$ है,को अचानक उसके प्रारंभिक आयतन के $\frac{1}{4}$ भाग तक संकुचित किया जाता है। तो अंतिम दाब और प्रारंभिक दाब का अनुपात क्या होगा?