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.
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.
\(B_T = -V\dfrac{dP}{dV}\)
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.
Physics ના વધુ પ્રશ્નો
- LED નો મહત્તમ નિર્ધારિત પાવર \(2\) mW છે અને તે નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ \(5\) V ના ઇનપુટ વોલ્ટેજ સાથેના પરિપથમાં વપરાય છે. અવરોધ \(R_S\) માંથી પસાર થતો પ્રવાહ \(0.5\) mA છે. LED ને નુકસાન ન થાય તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે \(R_S\) ના અવરોધનું ન્યૂનતમ મૂલ્ય _______ k\(\Omega\) છે.
JEE Mains 2026 અઘરું - પાતળા બહિર્ગોળ લેન્સ માટે, વક્રતા ત્રિજ્યાઓ અનુક્રમે \(15 \mathrm{~cm}\) અને \(30 \mathrm{~cm}\) છે. લેન્સની કેન્દ્રલંબાઈ \(20 \mathrm{~cm}\) છે. પદાર્થનો વક્રીભવનાંક _______ છે.JEE Mains 2024 અઘરું
- વિદ્યુતભાર પર કેન્દ્રિત 8.0 cm ત્રિજ્યાવાળી ગોળાકાર ગાઉસિયન સપાટીમાંથી, એક બિંદુવત વિદ્યુતભારને કારણે \(-2 \times 10^4 \mathrm{Nm}^2 \mathrm{C}^{-1}\) વિદ્યુત ફ્લક્સ પસાર થાય છે. બિંદુવત વિદ્યુતભારનું મૂલ્ય છે :
(આપેલ છે \(\epsilon_0=8.85 \times 10^{-12} \mathrm{C}^2 \mathrm{~N}^{-1} \mathrm{~m}^{-2}\) )JEE Mains 2025 સરળ - બે મોલ દ્વિ પરમાણ્વિક આદર્શ વાયુનું સમોષ્મી સંકોચન કરી તેનું કદ \(50\%\) કરવા \(830\, J\) કાર્ય કરવું પડે છે.તેના તાપમાનમા થતો ફેરફાર ....... \(K\) હશે? \((R\, = 8.3\, J\,K^{-1}\, mol^{-1} )\)JEE Mains 2014 મધ્યમ
- જો \(B\) અને \(D\) વચ્ચે સ્થિતિમાન તફાવત શૂન્ય હોય તો \(x\) નું મૂલ્ય \(\frac{1}{n} \Omega\) છે. તો \(n\) નું મૂલ્ય \(.........\) છે.
JEE Mains 2023 મધ્યમ - \(40\,^oC\) તાપમાને રહેલ એક \(1\, mm\)નો બ્રાસનો તાર છત પર લટકાવેલ છે. એક \(M\) દળને તારના છેડે લટકાવેલ છે.જયારે તારનું તાપમાન \(40\,^oC\) થી \(20\,^oC\) થાય ત્યારે તે પોતાની મૂળ લંબાઈ \(0.2\, m\) પ્રાપ્ત કરે છે.તો દળ \(M\) નું મૂલ્ય લગભગ ...... \(kg\) હશે? ( રેખીય પ્રસરણનો પ્રસરણણાંક અને બ્રાસનો યંગ મોડ્યુલસ અનુક્રમે \(10^{-5}/^oC\) અને \(10^{11}\, N/m^2\),; \(g = 10\, ms^{-2}\))JEE Mains 2019 અઘરું
JEE Mains ના વધુ PYQ
- \(x\)-દિશામાં ગતિ કરતા વિદ્યુતચુંબકીય તરંગની તરંગલંબાઈ \(8 \,mm\) છે. \(y\)-દિશિામાં ગતિ કરતા વિદ્યુતક્ષેત્રને \(60 \,Vm ^{-1}\) જેટલું મહત્તમ વિદ્યુતક્ષેત્ર છે. જો વિદ્યુતચુંબકીય તરંગ શૂન્યાવકાશમાં ગતિ કરતું હોય તો વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો માટે યોગ્ય સમીકરણ પસંદ કરોJEE Mains 2022 મધ્યમ
- જો બળ \(({F})\), લંબાઈ \(({L})\) અને સમય \(({T})\) ને મૂળભૂત રાશિ લેવામાં આવે છે. તો ધનતાનું પરિમાણ શું થાય?JEE Mains 2021 અઘરું
- આપેલ પરિપથમાં \({R_1} = 1.0\,\Omega \), \({R_2} = 2.0\,\Omega \), \({E_1} = 2\,V\) અને \({E_2} = {E_3} = 4\,V\) હોય તો બિંદુ \(‘a’\) અને \(‘b’\) વચ્ચે વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત કેટલો મળે?
JEE Mains 2019 મધ્યમ - Match List\(-I\) with List\(-II.\)
આપેલ વિકલ્પો માંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.List\(-I\) List\(-II\) \((a)\) ચુંબકીય પ્રેરણ \((i)\) \({ML}^{2} {T}^{-2} {A}^{-1}\) \((b)\) ચુંબકીય ફ્લક્સ \((ii)\) \({M}^{0} {L}^{-1} {A}\) \((c)\) ચુંબકીય પરમીએબીલીટી \((iii)\) \({MT}^{-2} {A}^{-1}\) \((d)\) મેગ્નેટાઇઝેશન \((iv)\) \({MLT}^{-2} {A}^{-2}\) JEE Mains 2021 મધ્યમ - યંગ ડબલ સ્લિટના પ્રયોગમાં \(450 \,nm\) તરંગલંબાઈ માટે, \(2 \,m\) દૂર રખેલા પડદા ઉપર શલાકાની પહોળાઈ \(0.35^{\circ}\) જેટલી મળે છે. આ આખીય રચનાને \(7 / 5\) જેટલો વક્રીભવનાંક ધરાવતા માધ્યમમાં ડૂબાડવામાં આવે તો શલાકાની કોણીય પહોળાઈ \(\frac{1}{\alpha}\) થાય છે. તો \(\alpha\) નું મૂલ્ય ............ હશે.JEE Mains 2022 મધ્યમ
- \(4000\) પ્રાથમિક ગુચળાના આંટા ધરાવતા સ્ટેપ ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મરને \(2300\,V\) ના પાવર સ્ત્રોત સાથે જોડતા તે \(230\,V\) આઉટપુટ આપે છે. જો ટ્રાન્સફોર્મરના પ્રાથમિક ગુચળામાંથી \(5\,A\) નો પ્રવાહ વહેતો હોય અને તેની કાર્યક્ષમતા \(90\%\) હોય તો તેનો આઉટપુટ પ્રવાહ \(A\) માં કેટલો હશે?JEE Mains 2019 મધ્યમ