એક એન્જિનિયર દાવો કરે છે કે તેણે $10 \, kW$ પાવર આપતું એન્જિન બનાવ્યું છે જેનો બળતણ વપરાશ $1 \, g \, s^{-1}$ છે. બળતણનું કેલરીફિક મૂલ્ય $2 \, kcal \, g^{-1}$ છે. તેનો દાવો:

ત્રણ મોલ આદર્શ વાયુ $\left( {{C_P} = \frac{7}{2}R} \right)$ જેનું દબાણ ${P_A}$ અને તાપમાન ${T_A}$ છે, તેનું સમતાપી રીતે તેના પ્રારંભિક કદ કરતા બમણા કદ સુધી વિસ્તરણ કરવામાં આવે છે। ત્યારબાદ તેને અચળ દબાણે તેના મૂળ કદ સુધી સંકોચવામાં આવે છે। અંતે, વાયુને અચળ કદ પર તેના મૂળ દબાણ ${P_A}$ સુધી સંકોચવામાં આવે છે। આ પ્રક્રિયા દર્શાવતા સાચા $P-V$ અને $P-T$ આલેખ કયા છે?

$PV$ આકૃતિમાં દર્શાવેલ થર્મોડાયનેમિક ચક્ર ત્રણ પ્રક્રિયાઓનું બનેલું છે. પ્રક્રિયા $1\rightarrow 2$ અચળ તાપમાને થાય છે. પ્રક્રિયા $2\rightarrow 3$ અચળ કદ પર થાય છે,અને પ્રક્રિયા $3\rightarrow 1$ એડિયાબેટિક છે. સંપૂર્ણ ચક્ર દરમિયાન,થયેલ કુલ કાર્ય $10\,J$ છે. પ્રક્રિયા $2\rightarrow 3$ દરમિયાન,આંતરિક ઉર્જામાં $20\,J$ નો ઘટાડો થાય છે અને પ્રક્રિયા $3\rightarrow 1$ દરમિયાન,તંત્ર પર $20\,J$ કાર્ય કરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયા $1\rightarrow 2$ દરમિયાન તંત્રને કેટલી ઉષ્મા આપવામાં આવે છે ($,J$ માં)?

ચોક્કસ જથ્થાના વાયુની પ્રારંભિક સ્થિતિ $(P_i, V_i, T_i)$ છે. તેનું કદ $V_f$ થાય ત્યાં સુધી વિસ્તરણ થાય છે. નીચેના બે કિસ્સાઓ ધ્યાનમાં લો:
$(a)$ વિસ્તરણ અચળ તાપમાને (સમતાપી) થાય છે.
$(b)$ વિસ્તરણ અચળ દબાણે (સમદાબી) થાય છે.
દરેક કિસ્સા માટે $P-V$ આલેખ દોરો. બેમાંથી કયા કિસ્સામાં વાયુ દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય વધુ હશે?

$CO_{2}$ ના $P-T$ ફેઝ ડાયાગ્રામના આધારે નીચેના પ્રશ્નોના જવાબ આપો:
$(a)$ $1 \; atm$ દબાણ અને $-60^{\circ} C$ તાપમાને રહેલા $CO_{2}$ ને સમતાપી રીતે સંકોચવામાં આવે છે. શું તે પ્રવાહી અવસ્થામાંથી પસાર થાય છે?
$(b)$ જ્યારે $4 \; atm$ દબાણ ધરાવતા $CO_{2}$ ને અચળ દબાણે ઓરડાના તાપમાનથી ઠંડુ કરવામાં આવે ત્યારે શું થાય છે?
$(c)$ $10 \; atm$ દબાણ અને $-65^{\circ} C$ તાપમાને રહેલા ઘન $CO_{2}$ ના જથ્થાને અચળ દબાણે ઓરડાના તાપમાન સુધી ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે તેમાં થતા ફેરફારોનું ગુણાત્મક વર્ણન કરો.
$(d)$ $CO_{2}$ ને $70^{\circ} C$ તાપમાન સુધી ગરમ કરીને સમતાપી રીતે સંકોચવામાં આવે છે. તમે તેના ગુણધર્મોમાં કેવા ફેરફારો જોવાની અપેક્ષા રાખો છો?

એક આદર્શ વાયુને તાપમાન $T$ - એન્ટ્રોપી $S$ આલેખમાં દર્શાવ્યા મુજબ $a-b-c-d-a$ ચક્રમાં પ્રતિવર્તી રીતે લઈ જવામાં આવે છે. આંતરિક ઉર્જા $U$ - કદ $V$ આલેખ પર ઉપરના ચક્રનું સૌથી યોગ્ય નિરૂપણ કયું છે?