JEE Mains · Physics · STD 11- ठोसों के यांत्रिक गुण
- JEE Mains 2025
- मध्यम
- संख्यात्मक
एक द्रव का नमूना 1 atm पर रखा गया है। इसे 5 atm तक संपीडित किया जाता है जिससे आयतन में \(0.8 \mathrm{~cm}^3\) का परिवर्तन होता है। यदि द्रव का आयतन प्रत्यास्थता गुणांक 2 GPa है, तो द्रव का प्रारंभिक आयतन _______ लीटर था। \(\left(\right.\) मान लीजिए \(\left.1 \mathrm{~atm}=10^5 \mathrm{~Pa}\right)\)
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उत्तर और हल
सही उत्तर
(C) 4
चरण-दर-चरण हल
विस्तृत व्याख्या
दिया गया है,
द्रव का प्रारंभिक दाब \(\left(P_i\right)=1 \mathrm{~atm}\)
द्रव का अंतिम दाब \(\left(\mathrm{P}_{\mathrm{f}}\right)=5 \mathrm{~atm}\)
दाब में परिवर्तन \((\mathrm{dP})=\mathrm{P}_{\mathrm{f}}-\mathrm{P}_{\mathrm{i}}=4 \mathrm{~atm}\)
\(=4 \times 10^5 \mathrm{~Pa}\)
आयतन में परिवर्तन \((\mathrm{dV})=-0.8 \mathrm{~cm}^3\)
आयतन प्रत्यास्थता गुणांक \((B)=2 \times 10^9 \mathrm{~Pa}\)
अब, \(B=\frac{-d P}{(d V / V)} \Rightarrow V=-B\left(\frac{d V}{d P}\right)\)
\(\begin{aligned}
\Rightarrow & V=-2 \times 10^9 \times \frac{\left(-0.8 \times 10^{-6}\right)}{4 \times 10^5} \\
& =4 \times 10^{-3} \mathrm{~m}^3=4 \text { litre }
\end{aligned}\)
द्रव का प्रारंभिक दाब \(\left(P_i\right)=1 \mathrm{~atm}\)
द्रव का अंतिम दाब \(\left(\mathrm{P}_{\mathrm{f}}\right)=5 \mathrm{~atm}\)
दाब में परिवर्तन \((\mathrm{dP})=\mathrm{P}_{\mathrm{f}}-\mathrm{P}_{\mathrm{i}}=4 \mathrm{~atm}\)
\(=4 \times 10^5 \mathrm{~Pa}\)
आयतन में परिवर्तन \((\mathrm{dV})=-0.8 \mathrm{~cm}^3\)
आयतन प्रत्यास्थता गुणांक \((B)=2 \times 10^9 \mathrm{~Pa}\)
अब, \(B=\frac{-d P}{(d V / V)} \Rightarrow V=-B\left(\frac{d V}{d P}\right)\)
\(\begin{aligned}
\Rightarrow & V=-2 \times 10^9 \times \frac{\left(-0.8 \times 10^{-6}\right)}{4 \times 10^5} \\
& =4 \times 10^{-3} \mathrm{~m}^3=4 \text { litre }
\end{aligned}\)
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