ધારો કે એક આદર્શ વાયુ ($n$ મોલ) $P = f(V)$ દ્વારા આપવામાં આવતી પ્રક્રિયામાં વિસ્તરણ પામે છે,જે $(V_0, P_0)$ બિંદુમાંથી પસાર થાય છે. સાબિત કરો કે જો વક્ર $P = f(V)$ નો ઢાળ $(P_0, V_0)$ માંથી પસાર થતા એડિબેટિક વક્રના ઢાળ કરતા વધારે હોય,તો વાયુ $(P_0, V_0)$ આગળ ઉષ્માનું શોષણ કરે છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) આદર્શ વાયુ માટે,શોષાયેલી ઉષ્મા $dQ = dU + dW = nC_V dT + P dV$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$PV = nRT$ હોવાથી,$T = \frac{PV}{nR} = \frac{f(V)V}{nR}$ મળે.
$V$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા,$dT = \frac{1}{nR} [f(V) + V f'(V)] dV$ મળે.
આને ઉષ્માના સમીકરણમાં મૂકતા: $dQ = n C_V \left( \frac{f(V) + V f'(V)}{nR} \right) dV + f(V) dV$.
$C_V = \frac{R}{\gamma - 1}$ નો ઉપયોગ કરતા,$dQ = \left( \frac{f(V) + V f'(V)}{\gamma - 1} + f(V) \right) dV$ મળે.
વાયુ ઉષ્માનું શોષણ કરે તે માટે,$dV > 0$ માટે $dQ > 0$ હોવું જોઈએ.
આ માટે $\frac{f(V) + V f'(V)}{\gamma - 1} + f(V) > 0$ જરૂરી છે.
સાદું રૂપ આપતા,$f(V) + V f'(V) + (\gamma - 1)f(V) > 0$,જે $\gamma f(V) + V f'(V) > 0$ તરફ દોરી જાય છે.
ગોઠવતા,$f'(V) > -\gamma \frac{f(V)}{V}$ મળે.
એડિબેટિક વક્રનો ઢાળ $\frac{dP}{dV} = -\gamma \frac{P}{V}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આમ,ઉષ્મા શોષણ માટેની શરત એ છે કે પ્રક્રિયા વક્રનો ઢાળ $f'(V)$ એ એડિબેટિક વક્રના ઢાળ $-\gamma \frac{P_0}{V_0}$ કરતા વધારે હોવો જોઈએ.

Explore More

Similar Questions

એક થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમને પ્રારંભિક અવસ્થા $i$ (જેમાં આંતરિક ઉર્જા $U_i = 100 \ J$ છે) થી અંતિમ અવસ્થા $f$ સુધી બે અલગ-અલગ માર્ગો $iaf$ અને $ibf$ દ્વારા લઈ જવામાં આવે છે,જે આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. સિસ્ટમ દ્વારા $ia$,$af$,$ib$ અને $bf$ માર્ગો પર કરવામાં આવેલ કાર્ય અનુક્રમે $W_{ia} = 50 \ J$,$W_{af} = 200 \ J$,$W_{ib} = 50 \ J$ અને $W_{bf} = 100 \ J$ છે. $iaf$ અને $ibf$ માર્ગો પર સિસ્ટમને આપવામાં આવેલી ઉષ્મા અનુક્રમે $Q_{iaf}$ અને $Q_{ibf}$ છે. જો અવસ્થા $b$ માં સિસ્ટમની આંતરિક ઉર્જા $U_b = 200 \ J$ હોય અને $Q_{iaf} = 500 \ J$ હોય,તો ગુણોત્તર $Q_{ibf} / Q_{iaf}$ શોધો:

એક વાયુના કાર્નોટ ચક્રને નીચે આપેલા દબાણ-કદ $(P-V)$ આલેખમાં દર્શાવેલ છે. નીચેના વિધાનો ધ્યાનમાં લો:
$I.$ $ABCD$ નું ક્ષેત્રફળ એ વાયુ દ્વારા થયેલ કાર્ય છે.
$II.$ $ABCD$ નું ક્ષેત્રફળ એ શોષાયેલી કુલ ઉષ્મા છે.
$III.$ ચક્ર દરમિયાન આંતરિક ઊર્જામાં થતો ફેરફાર શૂન્ય છે.
તો નીચેનામાંથી કયું સાચું છે?

એક વાયુ ક્યાં તો સમોષ્મી (adiabatic) અથવા સમતાપી (isothermal) રીતે વિસ્તરણ પામી શકે છે. આ બંને પ્રક્રિયાઓ માટે દબાણ અને કદના વિવિધ ગાળા માટે સંખ્યાબંધ $P-V$ વક્રો દોરવામાં આવ્યા છે. તે જોવા મળશે કે:

બે વાયુઓ સમાન પ્રારંભિક દબાણ,કદ અને તાપમાન ધરાવે છે. તેઓ સમાન અંતિમ કદ સુધી વિસ્તરણ પામે છે,એક સમોષ્મી (adiabatic) રીતે અને બીજું સમતાપી (isothermal) રીતે.

આકૃતિમાં આપેલ થર્મોડાયનેમિક ચક્રને અનુરૂપ નીચેનામાંથી કઈ સમકક્ષ ચક્રીય પ્રક્રિયા છે? જ્યાં, $1 \rightarrow 2$ એ એડિબેટિક (સમઉષ્મીય) પ્રક્રિયા છે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo