ExamBro
ExamBro
enEnglishhiहिन्दीguગુજરાતી
JEE Mains · Physics · STD 11 - થર્મોડાયનેમિક્સ
  • JEE Mains 2026
  • અઘરું
  • સંખ્યાત્મક

એક ચોક્કસ વાયુને જરૂરી દબાણ લગાડીને તેના પ્રારંભિક કદ (\(V_o = 3\) litre) ના \(\left(\dfrac{1}{3}\right)^{rd}\) ભાગ જેટલું સમતાપીય રીતે સંકોચિત કરવામાં આવે છે. જો વાયુનો કદ-સ્થિતિસ્થાપકતા અંક \(3 \times 10^5\) N/m\(^2\) હોય, તો વાયુ પર થયેલા કાર્યનું મૂલ્ય _______ J છે.

જવાબ ચકાસવા માટે એક વિકલ્પ પસંદ કરો.
ચકાસાયેલ ઉકેલ

જવાબ અને ઉકેલ

સાચો જવાબ

(A) 989

પગલાવાર ઉકેલ

વિગતવાર સમજૂતી

સમતાપીય પ્રક્રિયા માટે, સમતાપીય કદ-સ્થિતિસ્થાપકતા અંક વાયુના દબાણ જેટલો હોય છે:
\(B_T = -V\dfrac{dP}{dV}\)

કારણ કે \(PV = \text{અચળાંક}\) છે, વિકલન કરતાં \(P\,dV + V\,dP = 0\) મળે છે, આથી \(\dfrac{dP}{dV} = -\dfrac{P}{V}\), જેના પરથી \(B_T = P\) મળે છે.

આથી, પ્રારંભિક દબાણ છે:
\(P_o = 3 \times 10^5\text{ N/m}^2\)

કદ:
\(V_o = 3\text{ L} = 3 \times 10^{-3}\text{ m}^3\)
\(V_f = \dfrac{1}{3}V_o = 10^{-3}\text{ m}^3\)

સમતાપીય સંકોચન દરમિયાન વાયુ પર થયેલ કાર્ય:
\(W_{\text{on}} = -W_{\text{by}} = -P_o V_o \ln\left(\dfrac{V_f}{V_o}\right) = P_o V_o \ln\left(\dfrac{V_o}{V_f}\right)\)

\(W_{\text{on}} = (3 \times 10^5)(3 \times 10^{-3})\ln 3\)

\(W_{\text{on}} = 900 \ln 3\text{ J}\)

\(\ln 3 \approx 1.0986\) નો ઉપયોગ કરતા:
\(W_{\text{on}} \approx 900 \times 1.0986 \approx 988.74\text{ J}\)

નજીકના પૂર્ણાંકમાં રૂપાંતરિત કરતા:
\(W_{\text{on}} \approx 989\text{ J}\)

આમ, વાયુ પર થયેલ કાર્ય આશરે \(989\text{ J}\) છે.
એ જ વિષય
એપમાં વધુ પ્રશ્નો જુઓ
JEE Mains માંથી
એપમાં વધુ પ્રશ્નો જુઓ