\(M\) द्रव्यमान का एक पिस्टन एक द्रव्यमान रहित स्प्रिंग से लटका हुआ है जिसका प्रत्यानयन बल नियम \(\mathrm{F}=-\mathrm{kx}^3\) है, जहाँ k उपयुक्त विमा का स्प्रिंग नियतांक है। पिस्टन ऊर्ध्वाधर कक्ष को दो भागों में विभाजित करता है, जिसमें निचला भाग ' \(n\) ' मोल आदर्श गैस से भरा है। कक्ष के निचले भाग में लगे एक तापन तंतु (नगण्य आयतन वाले) की सहायता से गैस पर समतापी रूप से (स्थिर तापमान T पर) एक बाह्य कार्य किया जाता है, जिससे पिस्टन \(\mathrm{L}_0\) ऊँचाई से \(\mathrm{L}_1\) ऊँचाई तक ऊपर जाता है, तंतु द्वारा दी गई कुल ऊर्जा कितनी है? (मान लीजिए कि गर्म करने से पहले स्प्रिंग अपनी प्राकृतिक लंबाई में है)

1. A \(3 n R T \ln \left(\frac{L_1}{L_0}\right)+2 \mathrm{Mg}\left(L_1-L_0\right)+\frac{k}{3}\left(L_1^3-L_0^3\right)\)
2. B \(n R T \ln \left(\frac{L_1^2}{L_0^2}\right)+\frac{M g}{2}\left(L_1-L_0\right)+\frac{k}{4}\left(L_1^4-L_0^4\right)\)
3. C \(n R T \ln \left(\frac{L_1}{L_0}\right)+M g\left(L_1-L_0\right)+\frac{k}{4}\left(L_1^4-L_0^4\right)\)
4. D \(n R T \ln \left(\frac{L_1}{L_0}\right)+M g\left(L_1-L_0\right)+\frac{3 k}{4}\left(L_1^4-L_0^4\right)\)