JEE Mains · Physics · STD 11 - થર્મોડાયનેમિક્સ
- JEE Mains 2026
- અઘરું
- MCQ
પિસ્ટન પ્રણાલીવાળા સિલિન્ડરમાં ફક્ત ચાકગતિના પ્રકારો ધરાવતો દ્વિપરમાણ્વિક વાયુનો એક મોલ રાખેલ છે. સિલિન્ડરના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ \(4\) cm\(^2\) છે. વાયુને ધીમે ધીમે ગરમ કરવામાં આવે છે જેથી તેનું તાપમાન \(1.2\,^\circ\)C જેટલું વધે છે, આ દરમિયાન પિસ્ટન \(25\) mm ખસે છે. વાયુને પૂરી પાડવામાં આવેલી ઉષ્માનો જથ્થો ________ J છે. (વાતાવરણનું દબાણ \(=100\) kPa, \(R=8.3\) J/mol·K) (પિસ્ટનનું દળ અવગણો)
જવાબ ચકાસવા માટે એક વિકલ્પ પસંદ કરો.
જવાબ અને ઉકેલ
સાચો જવાબ
(B) \(25\)
પગલાવાર ઉકેલ
વિગતવાર સમજૂતી
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
\(Q = \Delta U + W\)
જેમ કે વાયુ દ્વિપરમાણ્વિક છે અને ફક્ત ચાકગતિના પ્રકારો ધરાવે છે, તેથી તેની સ્વાતંત્ર્ય માત્રા \(f = 5\) છે, આથી:
\(C_V = \dfrac{5}{2}R\)
\(n = 1\text{ mole}\) અને \(\Delta T = 1.2\text{ K}\) માટે:
\(\Delta U = nC_V\Delta T = 1 \times \dfrac{5}{2} \times 8.3 \times 1.2 = 24.9\text{ J}\)
વાયુ વડે થતું કાર્ય:
\(W = P\,\Delta V\)
પિસ્ટનના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ:
\(A = 4\text{ cm}^2 = 4 \times 10^{-4}\text{ m}^2\)
પિસ્ટનનું સ્થાનાંતર:
\(x = 25\text{ mm} = 2.5 \times 10^{-2}\text{ m}\)
કદમાં થતો ફેરફાર:
\(\Delta V = A \cdot x = (4 \times 10^{-4})(2.5 \times 10^{-2}) = 1 \times 10^{-5}\text{ m}^3\)
જ્યાં \(P = 100\text{ kPa} = 10^5\text{ Pa}\):
\(W = (10^5)(1 \times 10^{-5}) = 1\text{ J}\)
આથી, પૂરી પાડવામાં આવેલી ઉષ્મા છે:
\(Q = \Delta U + W = 24.9 + 1 = 25.9\text{ J}\)
આમ, વાયુને પૂરી પાડવામાં આવેલી ઉષ્મા \(25.9\text{ J}\) છે.
\(Q = \Delta U + W\)
જેમ કે વાયુ દ્વિપરમાણ્વિક છે અને ફક્ત ચાકગતિના પ્રકારો ધરાવે છે, તેથી તેની સ્વાતંત્ર્ય માત્રા \(f = 5\) છે, આથી:
\(C_V = \dfrac{5}{2}R\)
\(n = 1\text{ mole}\) અને \(\Delta T = 1.2\text{ K}\) માટે:
\(\Delta U = nC_V\Delta T = 1 \times \dfrac{5}{2} \times 8.3 \times 1.2 = 24.9\text{ J}\)
વાયુ વડે થતું કાર્ય:
\(W = P\,\Delta V\)
પિસ્ટનના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ:
\(A = 4\text{ cm}^2 = 4 \times 10^{-4}\text{ m}^2\)
પિસ્ટનનું સ્થાનાંતર:
\(x = 25\text{ mm} = 2.5 \times 10^{-2}\text{ m}\)
કદમાં થતો ફેરફાર:
\(\Delta V = A \cdot x = (4 \times 10^{-4})(2.5 \times 10^{-2}) = 1 \times 10^{-5}\text{ m}^3\)
જ્યાં \(P = 100\text{ kPa} = 10^5\text{ Pa}\):
\(W = (10^5)(1 \times 10^{-5}) = 1\text{ J}\)
આથી, પૂરી પાડવામાં આવેલી ઉષ્મા છે:
\(Q = \Delta U + W = 24.9 + 1 = 25.9\text{ J}\)
આમ, વાયુને પૂરી પાડવામાં આવેલી ઉષ્મા \(25.9\text{ J}\) છે.
Physics ના વધુ પ્રશ્નો
- \(30^o\) પ્રિઝમકોણ ધરાવતા પ્રિઝમની એક સપાટી પર કિરણ \(60^o\) ના ખૂણે આપાત થાય છે. બીજી સપાટીમાંથી બહાર આવતું કિરણ આપતકિરણ સાથે \(30^o\) નો ખૂણો બનાવે છે.તો બહાર આવતા કિરણે બીજી સપાટી સાથે કેટલા \(^o\) નો ખૂણો બનાવ્યો હશે?JEE Mains 2018 અઘરું
- \(200\, kg\)ના પ્લેટફોર્મના પરિઘ પર \(80\, kg\) નો માણસ હોય ત્યારે તેની અક્ષને અનુલક્ષીને કોણીય ઝડપ \(5\;rpm\) છે. હવે માણસ ચાલીને કેન્દ્ર પર જાય ત્યારે તે પ્લેટફોર્મની કોણીય ઝડપ ....... \(rpm\)JEE Mains 2020 મધ્યમ
- આપેલ ગોળામાં દર્શાવેલ ભાગ કાપી નાખ્યા પછી વધેલા ભાગનું દૂર રહેલા બિંદુ \(P\) આગળ ગુરુત્વાકર્ષીક્ષેત્ર કેટલું મળશે?
JEE Mains 2013 અઘરું - \(9\, m/s\) ની ઝડપથી ગતિ કરતો એક બોલ (દડો) તેને સમાન તેવા વિરામ સ્થિતિમાં રહેલ બીજા દડા સાથે સંઘાત અનુભવે છે. સંઘાત બાદ, દરેક દડા મૂળ (પ્રારંભિક) દિશા સાથે \(30°\) નો કોણ બનાવે છે. સંઘાત બાદ દડાઓનો વેગનો ગુણોત્તર \(x: y\) છે, જ્યાં \(x\) ............ છે.JEE Mains 2021 અઘરું
- જો આપેલ પરિપથમાં \('a'\) અને \(m\) બે યાદચ્છિક અચળાંકો હોય તો પરિપથમાં અવરોધ લધુત્તમ થાય ત્યારે \(m\) નું મૂલ્ય \(\sqrt{\frac{x}{2}}\) મળે છે. \(x\) .............. થશે.
JEE Mains 2022 અઘરું - \(2\, {kg}\) અન \(8\, {kg}\) દળના બોક્ષને દળરહિત દોરી વડે બાંધીને ને ગરગડી પર લટકાવેલ છે. \(8\; {kg}\) ના બોક્ષને સ્થિર સ્થિતિમાંથી શરૂ કરીને જમીન પર પહોચવા માટે લાગતો સમય (\(sec\) માં) કેટલો હશે? (\(\left.{g}=10\, {m} / {s}^{2}\right)\)
JEE Mains 2021 અઘરું
JEE Mains ના વધુ PYQ
- આલ્ફા કણ પ્રકીર્ણન પ્રયોગમાં, \(\alpha\) કણ માટે નજીક પહોંચવાનું અંતર \(4.5 \times 10^{-14} \mathrm{~m}\) છે. જો લક્ષ્ય ન્યુક્લિયસનો પરમાણુ ક્રમાંક \(80\) હોય, તો \(\alpha\)-કણનો મહત્તમ વેગ _______ \(\times 10^5\) \(\mathrm{m} / \mathrm{s}\) આશરે છે. \(\left(\frac{1}{4 \pi \epsilon_0}=9 \times 10^9 \mathrm{SI}\right.\) એકમ, \(\alpha\) કણનું દળ \(=\) \(\left.6.72 \times 10^{-27} \mathrm{~kg}\right)\)JEE Mains 2024 અઘરું
- આકૃતિમાં દર્શાવેલ \(M\) દળના એક પદાર્થની સરળ આવર્ત ગતિનો આવર્તકાળ \(\pi \sqrt{\frac{\alpha \mathrm{M}}{5 \mathrm{~K}}}\) છે, જયાં \(\alpha=\) _______ છે.
JEE Mains 2024 અઘરું - \(0.5\,kg\) દળ ધરાવતા એક નળાકાર ને આકૃતિમાં દર્શાવ્યા અનુસાર દળ રહીત બે દોરીઓ વડે લટકાવવામાં આવેલ છે. દોરીઓનો એક સાથે છોડીને નળાકારને તેના પ્રારંભિક સ્થાન થી પતન કરાવવામાં આવે કે જેથી તેની ઝડપ \(4\,ms ^{-1}\) મળે, તે અંતર \(..............cm\) છે. ( \(g =10 ms ^{-2}\) લો. \()\)
JEE Mains 2022 અઘરું - બે સરળ આવર્તગતિ નીચેના સમીકરણ મુજબ આપવામાં આવે છે. \({x}_{1}=5 \sin \left(2 \pi {t}+\frac{\pi}{4}\right)\) અને \({x}_{2}=5 \sqrt{2}(\sin 2 \pi {t}+\cos 2 \pi {t})\) બીજી ગતિનો કંપવિસ્તાર પહેલી ગતિ કરતાં કેટલા ગણો હશે?JEE Mains 2021 મધ્યમ
- એક પાત્રમાં \(14\,g\) નાઈટ્રોજન \(27^{\circ}\,C\) તાપમાને ભરેલ છે. તેના અણુઓની \(r.m.s.\) ઝડપ બમણી કરવા માટે વાયુને આપવી પડતી ઉષ્મા \(........\,J\) હશે. \(R =8.32\,J \,mol ^{-1} k ^{-1}\) લો.JEE Mains 2022 મધ્યમ
- \(100 \mu \mathrm{F}\) સંધારકતાવાળા કેપેસીટરને \(12 \mathrm{~V}\) સ્થિતિમાન વડે વીજભારિત કરવામાં આવે છે અને દોલનો ઉત્પન્ન કરવા \(6.4 \mathrm{mH}\) ના ઇન્ડકટર સાથે જોડવામાં આવે છે. પરિપથમાંનો મહત્તમ પ્રવાહ______થશે.JEE Mains 2024 અઘરું