એક વાન્ડર વાલ્સ વાયુ અવસ્થા સમીકરણ $\left(p+\frac{n^2 a}{V^2}\right)(V-n b)=n R T$ નું પાલન કરે છે. તેની આંતરિક ઉર્જા $U=C T-\frac{n^2 a}{V}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. આ વાયુ માટે ક્વાસિસ્ટેટિક એડિબેટિક પ્રક્રિયાનું સમીકરણ શું છે?

આ પ્રશ્નમાં વિધાન $1$ અને વિધાન $2$ છે. આપેલા ચાર વિકલ્પોમાંથી,તે વિકલ્પ પસંદ કરો જે બંને વિધાનોનું શ્રેષ્ઠ વર્ણન કરે છે.
વિધાન $1:$ એડિબેટિક (નિરુદ્ધોષ્મ) પ્રક્રિયામાં,વાયુની આંતરિક ઉર્જામાં થતો ફેરફાર એ પ્રક્રિયા દરમિયાન વાયુ પર/દ્વારા થયેલા કાર્ય જેટલો હોય છે.
વિધાન $2:$ એડિબેટિક પ્રક્રિયામાં વાયુનું તાપમાન અચળ રહે છે.

એક એડિબેટિક (ઉષ્માઅવાહક) પ્રક્રિયામાં,વાયુની અવસ્થા $(P_1, V_1, T_1)$ થી બદલાઈને $(P_2, V_2, T_2)$ થાય છે. નીચેનામાંથી કયો સંબંધ સાચો છે?

$P_1$ દબાણ અને $V_1$ કદ ધરાવતા એક પરમાણ્વીય વાયુને તેના મૂળ કદના $1/8$ ભાગ સુધી એડિબેટિકલી (સમઉષ્મીય રીતે) સંકોચવામાં આવે છે. વાયુનું અંતિમ દબાણ $P_1$ ના સંદર્ભમાં કેટલું હશે?

એક મોનોએટોમિક આદર્શ વાયુને તેના પ્રારંભિક કદના $\left(\frac{1}{27}\right)$ ભાગ સુધી એડિબેટિકલી (સમઉષ્મીય રીતે) સંકુચિત કરવામાં આવે છે. જો વાયુનું પ્રારંભિક તાપમાન $T \ K$ હોય અને અંતિમ તાપમાન $xT \ K$ હોય, તો $x$ નું મૂલ્ય શોધો.

એક નાનો ગોળાકાર મોનોએટોમિક આદર્શ વાયુનો પરપોટો $\left(\gamma=\frac{5}{3}\right)$ $\rho_{\ell}$ ઘનતા ધરાવતા પ્રવાહીમાં ફસાયેલો છે (આકૃતિ જુઓ). ધારો કે પરપોટો પ્રવાહી સાથે કોઈ ઉષ્માની આપ-લે કરતો નથી. પરપોટામાં $n$ મોલ વાયુ છે. જ્યારે પરપોટો તળિયે હોય ત્યારે વાયુનું તાપમાન $T_0$ છે, પ્રવાહીની ઊંચાઈ $H$ છે અને વાતાવરણીય દબાણ $P_0$ છે (પૃષ્ઠતાણને અવગણો).
$1.$ જેમ પરપોટો ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે, તેમ ઉત્પ્લાવક બળ સિવાય તેના પર નીચેના બળો કાર્ય કરે છે:
$(A)$ માત્ર ગુરુત્વાકર્ષણ બળ
$(B)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને પ્રવાહીના દબાણને કારણે લાગતું બળ
$(C)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ, પ્રવાહીના દબાણને કારણે લાગતું બળ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે લાગતું બળ
$(D)$ ગુરુત્વાકર્ષણ બળ અને પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાને કારણે લાગતું બળ
$2.$ જ્યારે વાયુનો પરપોટો તળિયેથી $y$ ઊંચાઈ પર હોય, ત્યારે તેનું તાપમાન કેટલું હશે?
$(A)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{2 / 5}$
$(B)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{2 / 5}$
$(C)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} gH}{P_0+\rho_{\ell} gy}\right)^{3 / 5}$
$(D)$ $T_0\left(\frac{P_0+\rho_{\ell} g(H-y)}{P_0+\rho_{\ell} g H}\right)^{3 / 5}$
$3.$ વાયુના પરપોટા પર લાગતું ઉત્પ્લાવક બળ કેટલું છે (ધારો કે $R$ એ સાર્વત્રિક વાયુ અચળાંક છે):
$(A)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} gy\right)^{7 / 5}}$
$(B)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{2 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{3 / 5}}$
$(C)$ $\rho_{\ell} nRgT_0 \frac{\left(P_0+\rho_{\ell} g H\right)^{3 / 5}}{\left(P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right)^{8 / 5}}$
$(D)$ $\frac{\rho_{\ell} nRgT_0}{\left(P_0+\rho_{\ell} gH\right)^{3 / 5}\left[P_0+\rho_{\ell} g(H-y)\right]^{2 / 5}}$
પ્રશ્ન $1, 2,$ અને $3$ ના જવાબ આપો.