આદર્શ વાયુના સમતાપી અને મુક્ત વિસ્તરણની સમજૂતી આપો.

(N/A) આદર્શ વાયુના શૂન્યાવકાશમાં સમતાપી $(T = {\text{અચળ}})$ વિસ્તરણ માટે,બાહ્ય દબાણ $(p_{ex})$ $0$ છે. કાર્ય $w = -p_{ex} \Delta V$ હોવાથી,$w = 0$ થાય છે.
ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના પ્રથમ નિયમ મુજબ,$\Delta U = q w$. આદર્શ વાયુ માટે,આંતરિક ઉર્જા $(U)$ માત્ર તાપમાન પર આધાર રાખે છે. તેથી,સમતાપી પ્રક્રિયા માટે $\Delta U = 0$. પરિણામે,$q = -w = 0$.
અન્ય સમતાપી પ્રક્રિયાઓ માટે:
$1$. સમતાપી પ્રતિવર્તી ફેરફાર માટે: $q = -w = p_{ex}(V_f - V_i)$.
$2$. સમતાપી પ્રતિવર્તી ફેરફાર માટે: $q = -w = nRT \ln \frac{V_f}{V_i} = 2.303 nRT \log \frac{V_f}{V_i}$.
$3$. એડિબેટિક (ઉષ્માઅવાહક) ફેરફાર માટે: $q = 0$,તેથી $\Delta U = w_{ad}$.