Basic concepts Questions in Gujarati

(A) ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા માટે,ઉષ્મા આસપાસમાં મુક્ત થાય છે.
તેથી,નીપજોની એન્થાલ્પી $(H_{product})$ એ પ્રક્રિયકોની એન્થાલ્પી $(H_{reactant})$ કરતા ઓછી હોય છે,જેના પરિણામે એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર ઋણ $(\Delta H < 0)$ મળે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(A)$ છે.

(C) અચળ દબાણે પ્રક્રિયાની ઉષ્મા $(q_p)$ ને તંત્રના એન્થાલ્પી ફેરફાર $(\Delta H)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
$\Delta H = H_P - H_R$,જ્યાં $H_P$ એ નીપજોની એન્થાલ્પી છે અને $H_R$ એ પ્રક્રિયકોની એન્થાલ્પી છે.

(B) ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયામાં,આસપાસમાંથી ઉષ્માનું શોષણ થાય છે.
તેથી,એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ હંમેશા ધન $(+ve)$ હોય છે.

(C) એન્થાલ્પી ફેરફાર $(\Delta H)$ એ અવસ્થા વિધેય છે,જેનો અર્થ છે કે તે માત્ર તંત્રની પ્રારંભિક અને અંતિમ અવસ્થાઓ પર આધાર રાખે છે.
તે પ્રક્રિયા દરમિયાન લેવાયેલા પથ અથવા તેમાં સામેલ મધ્યવર્તી તબક્કાઓ પર આધાર રાખતું નથી.
તેથી,તે વિવિધ મધ્યવર્તી પ્રક્રિયા પથથી સ્વતંત્ર છે.

(D) આંતરિક ઉર્જા $(U)$ એ અવસ્થા વિધેય છે,જેનો અર્થ છે કે તેનું મૂલ્ય માત્ર સિસ્ટમની અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,લીધેલા માર્ગ પર નહીં.
ચક્રીય પ્રક્રિયા માટે જ્યાં સિસ્ટમ તેની પ્રારંભિક અવસ્થામાં પાછી આવે છે,આંતરિક ઉર્જામાં થતો કુલ ફેરફાર શૂન્ય હોય છે.
પ્રક્રિયા $A \rightarrow B$ માટે ફેરફાર $E_1$ અને $B \rightarrow A$ માટે ફેરફાર $E_2$ આપેલ છે,તેથી કુલ ફેરફાર $E_1 + E_2 = \Delta U_{total} = 0$ થાય.

(C) આદર્શ વાયુ માટે,એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ નું સૂત્ર $\Delta H = n C_p \Delta T$ છે.
પ્રક્રિયા સમતાપી હોવાથી,તાપમાનમાં ફેરફાર $\Delta T = 0$ થાય છે.
તેથી,$\Delta H = n C_p \times 0 = 0 \ kJ$.

(D) અચળ દબાણે સિસ્ટમની ઉષ્મા સામગ્રીને તેની એન્થાલ્પી $(H)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર $(\Delta H)$ એ અચળ દબાણે વિનિમય પામેલી ઉષ્મા $(q_p)$ જેટલો હોય છે,
એટલે કે,$\Delta H = q_p$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) પ્રતિવર્તી સમતાપી વિસ્તરણમાં થયેલ કાર્યનું સૂત્ર $w = -2.303 \, nRT \, \log \frac{V_2}{V_1}$ છે.
આ સૂત્રમાં બે કદનો ગુણોત્તર $\frac{V_2}{V_1}$ હોવાથી,કદના એકમો ઉડી જાય છે.
તેથી,કદને કોઈપણ એકમમાં દર્શાવી શકાય છે,જો $V_1$ અને $V_2$ બંને સમાન એકમમાં હોય.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(A) સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયામાં,આસપાસમાંથી ઉષ્માનું શોષણ થાય છે.
તેથી,નીપજોની એન્થાલ્પી $(H_P)$ એ પ્રક્રિયકોની એન્થાલ્પી $(H_R)$ કરતા વધારે હોય છે.
ગાણિતિક રીતે,એન્થાલ્પીમાં થતો ફેરફાર $\Delta H = H_P - H_R$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
કારણ કે $H_P > H_R$,તેથી $\Delta H$ નું મૂલ્ય ધન હોય છે.

(A) અચળ કદ પર પ્રક્રિયાની ઉષ્મા $(q_v)$ માપવા માટે $Bomb \ calorimeter$ નો ઉપયોગ થાય છે.
કદ અચળ હોવાથી,થયેલ કાર્ય $(w = -P \Delta V)$ શૂન્ય થાય છે,અને માપવામાં આવેલી ઉષ્મા આંતરિક ઉર્જામાં થતા ફેરફાર $(\Delta U)$ ને અનુરૂપ હોય છે.

(C) બોમ્બ કેલરીમીટર એ અચળ કદ ધરાવતું કેલરીમીટર છે જે પદાર્થની દહન ઉષ્મા માપવા માટે વપરાય છે.
કદ અચળ હોવાથી $(dV = 0)$,કાર્ય શૂન્ય થાય છે $(w = -P_{ext} \Delta V = 0)$.
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ,$\Delta U = q + w$.
કારણ કે $w = 0$,માપવામાં આવેલી ગરમી $(q_v)$ એ આંતરિક ઉર્જામાં થતા ફેરફાર,$\Delta U$ (અથવા $\Delta E$) જેટલી હોય છે.

(C) એન્થાલ્પી ફેરફાર $(\Delta H)$ અને આંતરિક ઉર્જા ફેરફાર $(\Delta E)$ વચ્ચેનો સંબંધ સમીકરણ દ્વારા આપવામાં આવે છે: $\Delta H = \Delta E + \Delta n_g RT$,જ્યાં $\Delta n_g$ એ વાયુરૂપ ઘટકોના મોલની સંખ્યામાં થતો ફેરફાર છે.
જ્યારે $\Delta n_g \neq 0$ હોય ત્યારે $\Delta H$ એ $\Delta E$ ને સમાન હોતું નથી.
વિકલ્પ $A$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1 + 1) = 0$.
વિકલ્પ $B$ માટે: $\Delta n_g = 1 - 1 = 0$.
વિકલ્પ $C$ માટે: $\Delta n_g = 2 - (1 + 3) = -2 \neq 0$.
વિકલ્પ $D$ માટે: $\Delta n_g = 0$ (કારણ કે કોઈ વાયુરૂપ ઘટકો નથી).
તેથી,વિકલ્પ $C$ માં આપેલી પ્રક્રિયા માટે,$\Delta H \neq \Delta E$.

(C) થર્મોડાયનેમિક્સમાં,જો પ્રક્રિયા દરમિયાન તંત્ર અને પર્યાવરણ હંમેશા એકબીજા સાથે સંતુલનમાં હોય,તો તે પ્રક્રિયાને પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે.

(C) આ પ્રક્રિયા સૂકા બરફનું ઉર્ધ્વપાતન છે: $CO_{2(s)} \rightarrow CO_{2(g)}$.
$1$. ઉર્ધ્વપાતન એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે,એટલે કે ઉષ્માનું શોષણ થાય છે,તેથી $\Delta H > 0$ (ધન).
$2$. ઘનમાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતર થવાથી એન્ટ્રોપીમાં વધારો થાય છે,તેથી $\Delta S > 0$ (ધન).
તેથી,$\Delta H$ અને $\Delta S$ બંને ધન છે.

(C) જથ્થાત્મક ગુણધર્મો એવા ગુણધર્મો છે જેનું મૂલ્ય સિસ્ટમમાં હાજર પદાર્થના જથ્થા અથવા કદ પર આધાર રાખે છે.
$1$. $\text{મોલર }\ \text{કદ}$,$\text{મોલારિટી}$,અને $\text{મોલ }\ \text{અંશ}$ એ તીવ્ર (intensive) ગુણધર્મો છે કારણ કે તે પદાર્થના જથ્થાથી સ્વતંત્ર છે.
$2$. $\text{મોલની }\ \text{સંખ્યા}$ $(n)$ એ જથ્થાત્મક ગુણધર્મ છે કારણ કે તે સિસ્ટમમાં હાજર પદાર્થના જથ્થાના સીધા પ્રમાણમાં હોય છે.

(A) શૂન્યાવકાશમાં,બાહ્ય દબાણ શૂન્ય હોય છે $(P_{ext} = 0)$.
વિસ્તરણમાં થયેલા કાર્યના સૂત્ર મુજબ: $W = -P_{ext} \times \Delta V$.
$P_{ext} = 0$ હોવાથી,થયેલું કાર્ય $W = 0 \ J$ થાય.

(B) માત્રાત્મક (extensive) ગુણધર્મ એવો ગુણધર્મ છે જેનું મૂલ્ય પ્રણાલીમાં હાજર દ્રવ્યના જથ્થા અથવા કદ પર આધાર રાખે છે.
માત્રાત્મક ગુણધર્મોના ઉદાહરણોમાં દળ,$Volume$,આંતરિક ઉર્જા,એન્થાલ્પી અને એન્ટ્રોપીનો સમાવેશ થાય છે.
તાપમાન,સ્નિગ્ધતા અને વક્રીભવનાંક એ વિશિષ્ટ (intensive) ગુણધર્મો છે કારણ કે તેમના મૂલ્યો પ્રણાલીમાં હાજર દ્રવ્યના જથ્થાથી સ્વતંત્ર છે.
તેથી,$Volume$ એ માત્રાત્મક ગુણધર્મ છે.

(B) ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયામાં,પ્રણાલી દ્વારા આસપાસમાંથી ઉષ્માનું શોષણ થાય છે.
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ,એન્થાલ્પીમાં થતો ફેરફાર $\Delta H$ એ અચળ દબાણે વિનિમય પામતી ઉષ્મા તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
ઉષ્માનું શોષણ થતું હોવાથી,નીપજોની એન્થાલ્પી પ્રક્રિયકોની એન્થાલ્પી કરતા વધારે હોય છે $(H_{products} > H_{reactants})$.
તેથી,$\Delta H = H_{products} - H_{reactants} > 0$.
આમ,ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા માટે $\Delta H$ ધન હોય છે.

(A) પ્રકમ $CO_2(s) \rightarrow CO_2(g)$ એ ઉર્ધ્વપાતન છે.
ઘન અવસ્થામાંથી વાયુ અવસ્થામાં રૂપાંતર થતું હોવાથી એન્ટ્રોપી વધે છે,તેથી $\Delta S > 0$ થાય.
ઉર્ધ્વપાતન એ ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે,તેથી $\Delta H > 0$ થાય.

(B) ઉષ્માગતિશાસ્ત્ર એ પ્રણાલીમાં થતા ભૌતિક અને રાસાયણિક ફેરફારો સાથે સંકળાયેલ ઉર્જાના ફેરફારોનો અભ્યાસ છે.

(B) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રમાં,જે પ્રક્રમ દરમિયાન પ્રણાલી અને પર્યાવરણ વચ્ચે ઉષ્માની આપ-લે થતી નથી $(q = 0)$,તેને સામોષ્મી પ્રક્રમ કહેવામાં આવે છે.

(C) સમોષ્મી પ્રક્રમ એટલે એવો પ્રક્રમ જેમાં પ્રણાલી અને તેના પર્યાવરણ વચ્ચે ઉષ્માની આપ-લે થતી નથી $(q = 0)$.
આ સ્થિતિ નિરાળી (isolated) પ્રણાલીની લાક્ષણિકતા છે,જેમાં દ્રવ્ય કે ઉર્જા (ઉષ્મા) બંનેમાંથી કોઈ પણ પર્યાવરણ સાથે આપ-લે થઈ શકતું નથી.

(D) અવસ્થા વિધેય એ પ્રણાલીનો એવો ગુણધર્મ છે જેનું મૂલ્ય માત્ર પ્રણાલીની વર્તમાન અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,તે અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે અપનાવેલા માર્ગ પર નહીં.
આંતરિક ઉર્જા $(U)$,મુક્ત ઉર્જા $(G)$ અને એન્થાલ્પી $(H)$ એ બધા અવસ્થા વિધેયો છે કારણ કે તે માત્ર પ્રણાલીના અવસ્થા ચલ પર આધાર રાખે છે.
કાર્ય $(W)$ અને ઉષ્મા $(q)$ એ પથ વિધેયો છે,જેનો અર્થ છે કે તેમના મૂલ્યો પ્રણાલીની અવસ્થા બદલવા માટે અપનાવેલા માર્ગ પર આધાર રાખે છે.
તેથી,કાર્ય $(W)$ એ અવસ્થા વિધેય નથી.

(D) આદર્શ વાયુ માટે એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ એ તાપમાન પર આધાર રાખે છે.
$\Delta H = nC_p \Delta T$
અહીં પ્રક્રિયા સમઉષ્મીય (isothermal) છે,તેથી તાપમાનમાં ફેરફાર $\Delta T = 0$ થાય છે.
પરિણામે,$\Delta H = nC_p (0) = 0 \, kJ$.

(C) ઉષ્માક્ષેપક પ્રક્રિયા એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જે આસપાસના વાતાવરણમાં ગરમીના સ્વરૂપમાં ઉર્જા મુક્ત કરે છે.
આવી પ્રક્રિયાઓમાં,નીપજોની એન્થાલ્પી $(H_p)$ એ પ્રક્રિયકોની એન્થાલ્પી $(H_r)$ કરતા ઓછી હોય છે.
તેથી,એન્થાલ્પીમાં ફેરફાર $(\Delta H = H_p - H_r)$ ઋણ હોય છે.
કારણ કે $H_p < H_r$,તેનો અર્થ એ છે કે પ્રક્રિયકો નીપજો કરતા વધુ ઉર્જા ધરાવે છે.

(D) અચળ દબાણે મોલર ઉષ્મા ક્ષમતા $(C_P)$ એ અચળ દબાણ $(P)$ પર તાપમાન $(T)$ ની સાપેક્ષમાં એન્થાલ્પી $(H)$ માં થતા ફેરફારનો દર છે.
ગાણિતિક રીતે,તે આ મુજબ દર્શાવવામાં આવે છે: $C_P = (\frac{\partial H}{\partial T})_P$.

(A) $CO_{2(s)} \rightarrow CO_{2(g)}$ પ્રક્રિયા ઉર્ધ્વપાતન (sublimation) દર્શાવે છે,જે ઉષ્માશોષક પ્રક્રિયા છે.
તેથી,એન્થાલ્પી ફેરફાર $\Delta H$ ધન $(> 0)$ છે.
પદાર્થ ઘન અવસ્થા (વ્યવસ્થિત) માંથી વાયુ અવસ્થા (અસ્તવ્યસ્ત) માં રૂપાંતરિત થતો હોવાથી,એન્ટ્રોપીમાં વધારો થાય છે.
તેથી,એન્ટ્રોપી ફેરફાર $\Delta S$ ધન $(> 0)$ છે.

(C) આદર્શ થર્મોસ ફ્લાસ્ક એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે તે આસપાસ સાથે દ્રવ્ય અને ઉર્જા (ઉષ્મા) બંનેની આપ-લે અટકાવે છે.
દ્રવ્ય કે ઉર્જા બંનેમાંથી કોઈની પણ આપ-લે થઈ શકતી ન હોવાથી,તે $Isolated$ (નિરાળી) પ્રણાલી સૂચવે છે.

(C) અલગિત પ્રણાલી (Isolated system) એવી પ્રણાલી છે જેમાં આસપાસ સાથે ઉર્જા કે દ્રવ્યનો કોઈ વિનિમય થતો નથી. થર્મોસ ફ્લાસ્ક એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે તે આસપાસ સાથે ઉષ્મા (ઉર્જા) અને દ્રવ્યનો વિનિમય અટકાવે છે. તેથી,તે અલગિત પ્રણાલીનું ઉદાહરણ છે.

(C) એન્થાલ્પીમાં ફેરફારનું સૂત્ર: $\Delta H = \Delta U + \Delta (PV)$
$\Delta (PV) = P_2 V_2 - P_1 V_1$ લેતા:
$\Delta H = \Delta U + (P_2 V_2 - P_1 V_1)$
અહીં $\Delta U = 30.0 \, \text{L} \cdot \text{atm}$,$P_1 = 2.0 \, \text{atm}$,$V_1 = 3.0 \, \text{L}$,$P_2 = 4.0 \, \text{atm}$,અને $V_2 = 5.0 \, \text{L}$ છે:
$\Delta H = 30.0 + (4.0 \times 5.0 - 2.0 \times 3.0)$
$\Delta H = 30.0 + (20.0 - 6.0) = 30.0 + 14.0 = 44.0 \, \text{L} \cdot \text{atm}$.

(A) અચળ બાહ્ય દબાણ વિરુદ્ધ થતા કાર્યનું સૂત્ર: $W = -P_{ext} \Delta V$.
આપેલ છે:
$P_{ext} = 1 \, atm$
$V_1 = 1 \, L$
$V_2 = 5 \, L$
$\Delta V = V_2 - V_1 = 5 \, L - 1 \, L = 4 \, L$.
કિંમતો મૂકતા:
$W = -(1 \, atm) \times (4 \, L) = -4 \, L \cdot atm$.
જૂલમાં રૂપાંતર કરતા:
$W = -4 \times 101.3 \, J = -405.2 \, J$.
ઋણ સંજ્ઞા દર્શાવે છે કે કાર્ય પ્રણાલી દ્વારા આસપાસ પર કરવામાં આવ્યું છે.

(C) સમોષ્મી પ્રક્રિયામાં,તંત્ર અને પર્યાવરણ વચ્ચે ઉષ્માની કોઈ આપ-લે થતી નથી.
તેથી,ઉષ્માનો ફેરફાર $q = 0$ થાય છે.

(A) કિર્ચોફના નિયમ મુજબ,તાપમાન સાથે પ્રક્રિયાની એન્થાલ્પીમાં થતો ફેરફાર $\Delta H_2 - \Delta H_1 = \int_{T_1}^{T_2} \Delta C_p \, dT$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $\Delta C_p = 0$ આપેલ હોવાથી,સમીકરણ $\Delta H_2 - \Delta H_1 = 0$ બને છે,જેનો અર્થ છે કે $\Delta H_2 = \Delta H_1$.
તેથી,જ્યારે $\Delta C_p = 0$ હોય ત્યારે પ્રક્રિયાની એન્થાલ્પી તમામ તાપમાને અચળ રહે છે.
આમ,$373 \, K$ તાપમાને એન્થાલ્પી $273 \, K$ જેટલી જ એટલે કે $-3.57 \, kJ$ રહેશે.

(D) દ્રાવણની ઉષ્મા એટલે જ્યારે એક મોલ દ્રાવ્યને ચોક્કસ જથ્થાના દ્રાવકમાં ઓગાળવામાં આવે ત્યારે થતો એન્થાલ્પી ફેરફાર.
જેમ દ્રાવણમાં વધુ દ્રાવક ઉમેરવામાં આવે છે,તેમ પ્રક્રિયા અનંત મંદન (infinite dilution) તરફ જાય છે.
દ્રાવણની ઉષ્મા દ્રાવણની સાંદ્રતા સાથે બદલાય છે જ્યાં સુધી તે અનંત મંદને અચળ મૂલ્ય પ્રાપ્ત ન કરે.
તેથી,દ્રાવણની ઉષ્મા ઉમેરવામાં આવેલા દ્રાવકના જથ્થા પર આધાર રાખે છે અને દ્રાવ્ય-દ્રાવક આંતરક્રિયાના સ્વભાવના આધારે તે વધી કે ઘટી શકે છે.

(C) ઉકેલ: શૂન્યાવકાશમાં વાયુના મુક્ત વિસ્તરણ માટે,બાહ્ય દબાણ $P_{ext} = 0$ હોય છે.
કાર્યનું સૂત્ર $W = -P_{ext} \Delta V$ છે.
તેથી,$P_{ext} = 0$ હોવાથી,$W = -0 \times \Delta V = 0 \ J$.

(D) માત્રાત્મક ગુણધર્મો એવા ગુણધર્મો છે જેનું મૂલ્ય તંત્રમાં રહેલા દ્રવ્યના જથ્થા કે કદ પર આધાર રાખે છે.
દળ,એન્થાલ્પી અને ઉર્જા એ ત્રણેય તંત્રમાં રહેલા પદાર્થના જથ્થા પર આધારિત છે.
તેથી,આ બધા જ માત્રાત્મક ગુણધર્મો છે.

(C) અવસ્થા વિધેય એ પ્રણાલીનો એવો ગુણધર્મ છે જેનું મૂલ્ય માત્ર પ્રણાલીની વર્તમાન અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,તે અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે અપનાવેલા માર્ગ પર નહીં.
ઉદાહરણોમાં દબાણ $(P)$,કદ $(V)$,તાપમાન $(T)$,આંતરિક ઉર્જા $(U)$,એન્થાલ્પી $(H)$,એન્ટ્રોપી $(S)$ અને ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા $(G)$ નો સમાવેશ થાય છે.

(B) અવસ્થાવિધેય એવો ગુણધર્મ છે જેનું મૂલ્ય માત્ર તંત્રની વર્તમાન અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,તે અવસ્થા પ્રાપ્ત કરવા માટે અપનાવેલા માર્ગ પર નહીં.
$I. \, q + W = \Delta U$ (આંતરિક ઉર્જામાં ફેરફાર),જે અવસ્થાવિધેય છે.
$II. \, q$ (ઉષ્મા) એ પથવિધેય (path function) છે.
$III. \, W$ (કાર્ય) એ પથવિધેય છે.
$IV. \, H - TS = G$ (ગિબ્સ મુક્ત ઉર્જા),જે અવસ્થાવિધેય છે.
તેથી,$q$ અને $W$ અવસ્થાવિધેય નથી. સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

(B) ચક્રીય પ્રક્રિયામાં,તંત્ર શ્રેણીબદ્ધ ફેરફારો પછી તેની પ્રારંભિક અવસ્થામાં પાછું આવે છે.
આંતરિક ઉર્જા $(U)$ એ અવસ્થા વિધેય હોવાથી,તેનું મૂલ્ય માત્ર પ્રારંભિક અને અંતિમ અવસ્થા પર આધાર રાખે છે.
ચક્રીય પ્રક્રિયા માટે,પ્રારંભિક અવસ્થા અને અંતિમ અવસ્થા સમાન હોય છે.
તેથી,આંતરિક ઉર્જામાં થતો ફેરફાર $\Delta U = U_{final} - U_{initial} = 0$ થાય છે.

(A) બંધ પાત્રમાં,કદ અચળ રહે છે,તેથી $\Delta V = 0$.
કાર્ય $W = -P_{ext} \times \Delta V$ હોવાથી,$\Delta V = 0$ મૂકતા,$W = 0$ મળે છે.

(C) ઉષ્માગતિશાસ્ત્રમાં,એક પ્રક્રિયાને પ્રતિવર્તી (reversible) ત્યારે કહેવામાં આવે છે જ્યારે પ્રણાલી અને પર્યાવરણ હંમેશા સંતુલન (equilibrium) ની સ્થિતિમાં હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે પ્રક્રિયા એટલી ધીમી ગતિએ થાય છે કે દરેક તબક્કે પ્રણાલી અને પર્યાવરણ વચ્ચે સંતુલન જળવાઈ રહે છે.

(A) પદાર્થની આંતરિક ઊર્જા $U$ એ અવસ્થા વિધેય છે જે તંત્રના તાપમાન પર આધાર રાખે છે.
આદર્શ વાયુ માટે,આંતરિક ઊર્જા નિરપેક્ષ તાપમાનના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(U \propto T)$.
તેથી,જેમ તાપમાન વધે છે,તેમ અણુઓની ગતિજ ઊર્જા વધે છે,જેના પરિણામે પદાર્થની આંતરિક ઊર્જામાં વધારો થાય છે.
આમ,વિકલ્પ $A$ અને $B$ બંને સંબંધને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે,પરંતુ સામાન્ય રીતે વિકલ્પ $A$ ને સાચો ગણવામાં આવે છે.

(A) એન્થાલ્પી ફેરફારને $\Delta H = \Delta U + \Delta(PV)$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
જે પ્રણાલીમાં દબાણ $(P)$ અચળ હોય,તેના માટે આ સમીકરણ $\Delta H = \Delta U + P \Delta V$ બને છે.
તેથી,આપેલ સંબંધ અચળ દબાણની સ્થિતિમાં માન્ય છે.

(A) આદર્શ વાયુ માટે,આંતરિક ઊર્જા $U$ એ માત્ર તાપમાનનું વિધેય છે.
વાયુના ગતિવાદ મુજબ,આદર્શ વાયુની સરેરાશ ગતિઊર્જા તેના નિરપેક્ષ તાપમાનના સમપ્રમાણમાં હોય છે $(U \propto T)$.
તેથી,તાપમાન વધતાં આંતરિક ઊર્જામાં થતો ફેરફાર $\Delta U$ વધે છે.

(B) આદર્શ વાયુ માટે,આંતરિક ઉર્જા $(U)$ એ માત્ર તાપમાનનું વિધેય છે,એટલે કે $U = f(T)$.
પ્રક્રિયા સમતાપી હોવાથી,તાપમાન અચળ રહે છે $(T_2 = T_1 = 300 \text{ K})$.
તેથી,આંતરિક ઉર્જામાં થતો ફેરફાર $\Delta U = nC_v \Delta T = 0$ થાય.

(C) એન્થાલ્પી ફેરફાર $(\Delta H)$ અને આંતરિક ઉર્જા ફેરફાર $(\Delta U)$ વચ્ચેનો સંબંધ નીચે મુજબ છે: $\Delta H = \Delta U + \Delta n_g RT$.
$\Delta H = \Delta U$ થવા માટે,$\Delta n_g$ નું મૂલ્ય $0$ હોવું જોઈએ.
$\Delta n_g$ એટલે વાયુરૂપ નીપજોના મોલ અને વાયુરૂપ પ્રક્રિયકોના મોલ વચ્ચેનો તફાવત.
પ્રક્રિયા $H_2(g) + I_2(g) \rightleftharpoons 2HI(g)$ માટે:
$\Delta n_g = (2) - (1 + 1) = 0$.
તેથી,આ પ્રક્રિયા માટે $\Delta H = \Delta U$ થાય છે.

(D) અવસ્થા વિધેય એ એક એવો ગુણધર્મ છે જેનું મૂલ્ય માત્ર સિસ્ટમની વર્તમાન અવસ્થા પર આધાર રાખે છે,તે અવસ્થા સુધી પહોંચવા માટે લીધેલા માર્ગ પર નહીં.
$(i)$ ટેકરીની ઊંચાઈ એ સ્થાનનો નિશ્ચિત ગુણધર્મ છે,જે ટોચ પર પહોંચવા માટે લીધેલા માર્ગથી સ્વતંત્ર છે,તેથી તે અવસ્થા વિધેય છે.
$(ii)$ કાપેલું અંતર એ લીધેલા માર્ગ પર આધાર રાખે છે,તેથી તે પથ વિધેય (path function) છે.
$(iii)$ ઉર્જામાં થતો ફેરફાર (આંતરિક ઉર્જા) એ અવસ્થા વિધેય છે કારણ કે તે માત્ર સિસ્ટમની પ્રારંભિક અને અંતિમ અવસ્થા પર આધાર રાખે છે.
તેથી,$(i)$ અને $(iii)$ બંને અવસ્થા વિધેય છે.

(B) આંતરિક ઉર્જા $(U)$ એ અવસ્થા વિધેય છે.
અવસ્થા વિધેય માત્ર સિસ્ટમની પ્રારંભિક અને અંતિમ અવસ્થાઓ પર આધાર રાખે છે,લીધેલા માર્ગ પર નહીં.
કારણ કે સિસ્ટમ અવસ્થા $A$ થી શરૂ થાય છે અને ચક્ર પૂર્ણ કર્યા પછી અંતે અવસ્થા $A$ પર પાછી આવે છે,તેથી અંતિમ અવસ્થા પ્રારંભિક અવસ્થા જેવી જ છે.
તેથી,કોઈપણ ચક્રીય પ્રક્રિયા માટે આંતરિક ઉર્જામાં ચોખ્ખો ફેરફાર $(\Delta U)$ શૂન્ય છે.

(C) આઈસોલેટેડ પ્રણાલી એટલે એવી પ્રણાલી કે જે તેની આસપાસના વાતાવરણ સાથે ઉર્જા કે દ્રવ્યનો વિનિમય કરી શકતી નથી.
મનુષ્ય એક ઓપન સિસ્ટમ છે કારણ કે તે દ્રવ્ય અને ઉર્જા બંનેનો વિનિમય કરે છે.
બરફના ટુકડાની ટ્રે એક ઓપન સિસ્ટમ છે.
થર્મોસ ફ્લાસ્કમાં કોફી એ આઈસોલેટેડ પ્રણાલીનું ઉદાહરણ છે કારણ કે તેની અવાહક દીવાલો ઉષ્મા (ઉર્જા) અને દ્રવ્યનો આસપાસના વાતાવરણ સાથે વિનિમય થતો અટકાવે છે.
કક્ષકમાં રહેલા ઉપગ્રહને આ સંદર્ભમાં આઈસોલેટેડ પ્રણાલી ગણવામાં આવતી નથી.