Thermodynamic Systems MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Thermodynamic Systems - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Last updated on Mar 20, 2025

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Latest Thermodynamic Systems MCQ Objective Questions

Thermodynamic Systems Question 1:

कौन सी राशि प्रतिवर्ती समतापिक प्रक्रिया के दौरान अपरिवर्तित रहती है?

  1. आन्तरिक ऊर्जा
  2. ताप विनिमय की दर
  3. तापीय धारिता
  4. एन्ट्रॉपी

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : आन्तरिक ऊर्जा

Thermodynamic Systems Question 1 Detailed Solution

Thermodynamic Systems Question 2:

कार्नो चक्र की अधिकतम तापीय दक्षता प्राप्त करने के लिए, ऊपरी तापमान को ________ बनाए रखने की आवश्यकता होती है।

  1. मध्यम स्तर पर
  2. जितना संभव हो उतना उच्च
  3. जितना संभव हो उतना निम्न
  4. स्थिर स्तर पर

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : जितना संभव हो उतना उच्च

Thermodynamic Systems Question 2 Detailed Solution

व्याख्या:

कार्नो चक्र में अधिकतम तापीय दक्षता प्राप्त करना

  • कार्नो चक्र निकोलस लियोनार्ड साडी कार्नोट द्वारा प्रस्तावित एक सैद्धांतिक ऊष्मागतिक चक्र है।
  • यह दिए गए तापीय परिस्थितियों के तहत सबसे कुशल ऊष्मा इंजन के लिए एक आदर्श मॉडल प्रदान करता है, जो ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम पर आधारित है।
  • चक्र में दो समतापीय प्रक्रियाएँ (स्थिर तापमान) और दो रुद्धोष्म प्रक्रियाएँ (कोई ऊष्मा विनिमय नहीं) शामिल हैं।
  • कार्नो चक्र दो ऊष्मा भंडारों के बीच संचालित होता है: एक उच्च-तापमान स्रोत (TH) और एक निम्न-तापमान सिंक (TC)। चक्र में चार चरण होते हैं:
  1. समतापीय प्रसार: कार्यशील पदार्थ (आमतौर पर एक आदर्श गैस) उच्च-तापमान भंडार से समतापीय रूप से ऊष्मा (QH) को अवशोषित करता है, फैलता है और परिवेश पर कार्य करता है।
  2. रुद्धोष्म प्रसार: गैस रुद्धोष्म रूप से फैलना जारी रखती है, जिसका अर्थ है कि परिवेश के साथ कोई ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं होता है, और इसका तापमान निम्न तापमान (TC) तक गिर जाता है।
  3. समतापीय संपीड़न: गैस को निम्न तापमान (TC) पर समतापीय रूप से संपीड़ित किया जाता है, जिससे निम्न-तापमान सिंक को ऊष्मा (QC) मुक्त होती है।
  4. रुद्धोष्म संपीड़न: गैस को आगे रुद्धोष्म रूप से संपीड़ित किया जाता है, और इसका तापमान वापस उच्च तापमान (TH) तक बढ़ जाता है, जिससे चक्र पूरा होता है।

तापीय दक्षता: कार्नो इंजन की दक्षता ऊष्मा भंडारों के तापमान से निर्धारित होती है। यह सूत्र द्वारा दिया गया है:
\(\eta~=~1~-~\frac{T_C}{T_H}\)

जहाँ η दक्षता है, TH गर्म भंडार का निरपेक्ष तापमान है, और TC ठंडे भंडार का निरपेक्ष तापमान है। इस सूत्र के अनुसार, अधिकतम दक्षता प्राप्त करने के लिए, TH जितना संभव हो उतना उच्च होना चाहिए, और TC जितना संभव हो उतना निम्न होना चाहिए।

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Thermodynamic Systems Question 3:

निम्नलिखित में से कौन-सा दावा, उपलब्ध विकल्पों द्वारा प्रदर्शित, एक बंद तंत्र की एन्थैल्पी के संबंध में सत्य है?

  1. एन्थैल्पी एक अवस्था फलन है जो तंत्र की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करता है
  2. एन्थैल्पी एक पथ फलन है जो तंत्र में या तंत्र से ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया पर निर्भर करता है
  3. एन्थैल्पी हमेशा धनात्मक होती है
  4. एन्थैल्पी हमेशा ऋणात्मक होती है

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : एन्थैल्पी एक अवस्था फलन है जो तंत्र की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करता है

Thermodynamic Systems Question 3 Detailed Solution

व्याख्या:

अवस्था फलन:

  • अवस्था फलन वे गुण हैं जो केवल तंत्र की वर्तमान अवस्था पर निर्भर करते हैं, इस पर नहीं कि वह अवस्था कैसे प्राप्त हुई। वे पथ-स्वतंत्र हैं, जिसका अर्थ है कि उनके मान उस पथ पर निर्भर नहीं करते हैं जिस पर अंतिम अवस्था तक पहुँचा गया है।
  • एन्ट्रापी, आंतरिक ऊर्जा और एन्थैल्पी सभी अवस्था फलन हैं क्योंकि उनके मान केवल तंत्र की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करते हैं, न कि अवस्थाओं को बदलने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया पर।
  • दूसरी ओर, कार्य, एक अवस्था फलन नहीं है। किसी तंत्र पर या तंत्र द्वारा किए गए कार्य की मात्रा उस विशिष्ट प्रक्रिया या पथ पर निर्भर कर सकती है जिस पर एक नई अवस्था तक पहुँचा गया है। उदाहरण के लिए, गैस के प्रसार या संपीड़न में, किए गए कार्य अलग-अलग हो सकते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि गैस का आयतन कैसे बदला जाता है, भले ही प्रारंभिक और अंतिम आयतन समान हों। यह पथ-निर्भरता कार्य को एक गैर-अवस्था फलन बनाती है।

Thermodynamic Systems Question 4:

प्रयोगशाला में एकत्रित नाइट्रोजन के एक नमूने का आयतन 1 atm दाब पर 720 ml है। यदि तापमान स्थिर रहे, तो 2 atm दाब पर गैस का आयतन क्या होगा?

  1. 360 ml
  2. 480 ml
  3. 240 ml
  4. 420 ml

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : 360 ml

Thermodynamic Systems Question 4 Detailed Solution

व्याख्या:

बॉयल का नियम:

  • बॉयल का नियम कहता है कि जब तापमान स्थिर रहता है, तो किसी दिए गए गैस के द्रव्यमान का दाब उसके आयतन के व्युत्क्रमानुपाती होता है। गणितीय रूप से, बॉयल के नियम को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

P1V1 = P2V2

जहाँ: P1 = प्रारंभिक दाब, V1 = प्रारंभिक आयतन, P2 = अंतिम दाब, V2 = अंतिम आयतन

प्रश्न कथन से दिए गए मानों को देखते हुए:
P1 = 1 atm
V1 = 720 ml
P2 = 2 atm
V2 = ?

बॉयल के नियम का उपयोग करके, हम V2 को हल करने के लिए सूत्र को पुनर्व्यवस्थित कर सकते हैं:

V2 = (P1V1) / P2

दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करते हुए:

V2 = (1 atm × 720 ml) / 2 atm

समीकरण को सरल करते हुए:

V2 = 720 ml / 2

V2 = 360 ml

Thermodynamic Systems Question 5:

विलगित तंत्र में, ______ को तंत्र तथा परिवेश के बीच अंतरित किया जा सकता है।

  1. न ही भार और न ऊर्जा
  2. भार और ऊर्जा दोनों
  3. केवल भार
  4. केवल ऊर्जा

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : न ही भार और न ऊर्जा

Thermodynamic Systems Question 5 Detailed Solution

Top Thermodynamic Systems MCQ Objective Questions

पथ फलन के बारे में सही कथन का चयन कीजिए।

  1. बिंदु फलन के विभेदक गलत विभेदक होते हैं।
  2. बिंदु फलन और पथ फलन के विभेदक सटीक विभेदक हैं।
  3. पथ फलन के विभेदक गलत विभेदक हैं।
  4. पथ फलन के विभेदक सटीक विभेदक हैं।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : पथ फलन के विभेदक गलत विभेदक हैं।

Thermodynamic Systems Question 6 Detailed Solution

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स्पष्टीकरण:

गुण कार्य या ऊष्मा
  • यह एक बिंदु फलन है।
  • यह एक पथ फलन है।
  • अतीत के इतिहास से स्वतंत्र।
  • पिछले इतिहास पर निर्भर करता है।
  • सटीक अवकल
  • अस्पष्ट अवकल

 

 

प्रणाली की किसी भी विशेषता को प्रणाली का गुण कहा जाता है

गुणों को इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है:

  • गहन या आंतरिक गुण: विचाराधीन प्रणाली के द्रव्यमान से स्वतंत्र।

    • उदाहरण: तापमान, दबाव, घनत्व, वेग, सभी विशिष्ट गुण (विशिष्ट तापीय धारिता, विशिष्ट एन्ट्रापी, विशिष्ट आयतन) गहन गुण हैं।

  • व्यापक या बाहरी गुण: विचाराधीन प्रणाली के द्रव्यमान पर निर्भर करता है।

    • उदाहरण: ऊर्जा, आयतन, तापीय धारिता

विषम का चयन करें।

  1. विशिष्ट एन्थैल्पी
  2. गतिज ऊर्जा
  3. कार्य
  4. दबाव

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : कार्य

Thermodynamic Systems Question 7 Detailed Solution

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संकल्पना:

बिंदु फलन:

  • केवल अंतिम अवस्था (अनुसरण किये गए पथ से स्वतंत्र) पर निर्भर ऊष्मागतिक गुण को तापमान, दबाव, घनत्व, आयतन, एन्थैल्पी, एंट्रॉपी, गतिज ऊर्जा इत्यादि जैसे बिंदु फलन के रूप में जाना जाता है। 

पथ फलन: 

  • अंतिम अवस्था व अनुसरण किये गए पथ पर निर्भर ऊष्मागतिक गुणों को ऊष्मा और कार्य जैसे पथ फलन के रूप में जाना जाता है। 

Additional Information

ऊष्मागतिक गुण:

  • ऊष्मागतिक गुण वह गुण है जो मापन योग्य होता है और जिसके मान किसी प्रणाली की अवस्था को वर्णित करते हैं। 
  • ऊष्मागतिक गुण के कुछ उदाहरण दबाव, तापमान, श्यानता, घनत्व हैं। 
  • गुण बिंदु फलन हैं अर्थात् ये पालन किये गए पथ पर निर्भर नहीं करते हैं। 


सघन गुण: 

  • ये प्रणाली के ऐसे गुण होते हैं जो महत्व के तहत द्रव्यमान से स्वतंत्र होते हैं। उदाहरण के लिए - दबाव, तापमान, घनत्व, इत्यादि। 


विस्तृत गुण:

  • वह गुण जो महत्व के तहत प्रणाली के द्रव्यमान पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए - आंतरिक ऊर्जा, तापीय धारिता, आयतन, एंट्रॉपी इत्यादि। 

एक खुली प्रणाली __________________ ।

  1. एक निर्दिष्ट क्षेत्र है जहां ऊर्जा और/या वजन का स्थानांतरण होता है।
  2. स्थिर द्रव्यमान का एक क्षेत्र है और सीमाओं को पार करने के लिए केवल ऊर्जा की अनुमति है।
  3. परिवेश से ऊर्जा या द्रव्यमान को स्थानांतरित नहीं कर सकती।
  4. इसकी सीमाओं के पार एक सामूहिक स्थानांतरण होता है और प्रणाली के भीतर द्रव्यमान स्थिर नहीं होता है

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : इसकी सीमाओं के पार एक सामूहिक स्थानांतरण होता है और प्रणाली के भीतर द्रव्यमान स्थिर नहीं होता है

Thermodynamic Systems Question 8 Detailed Solution

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स्पष्टीकरण:

एक ऊष्मागतिकी प्रणाली को पदार्थ की मात्रा या एक स्थल में एक क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिस पर किसी समस्या के विश्लेषण में ध्यान केंद्रित किया जाता है।

प्रणालियों के तीन वर्ग हैं:

  1. बंद प्रणाली
  2. खुली प्रणाली
  3. पृथक प्रणाली

बंद प्रणाली : स्थिर द्रव्यमान की प्रणाली को बंद प्रणाली कहा जाता है। इस प्रणाली में परिसीमा के पार किसी द्रव्यमान का स्थानांतरण नहीं होता है। प्रणाली में या उसके बाहर ऊर्जा का स्थानांतरण हो सकता है।

इसे नियंत्रण द्रव्यमान प्रणाली भी कहा जाता है।

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एक स्थिर मात्रा में द्रव के साथ पिस्टन-सिलेंडर की व्यवस्था एक बंद प्रणाली का एक उदाहरण है।

खुली प्रणाली: खुली प्रणाली वह होती है जिसमें कोई भी पदार्थ प्रणाली की परिसीमा​ को पार कर जाता है। प्रणाली में या उसके बाहर ऊर्जा का स्थानांतरण हो सकता है।

इसे नियंत्रण आयतन प्रणाली भी कहा जाता है।

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अधिकांश इंजीनियरिंग उपकरण एक खुली प्रणाली हैं, वायु संपीडक, टरबाइन, पंप, आदि एक खुली प्रणाली का एक उदाहरण हैं।

पृथक प्रणाली: पृथक प्रणाली वह है जिसमें प्रणाली और परिवेश के बीच कोई पारस्परिक क्रिया नहीं होती है। इसमें द्रव्यमान और ऊर्जा स्थिर है, और प्रणाली परिसीमा के पार कोई द्रव्यमान या ऊर्जा स्थानांतरण नहीं हो सकता है।

एक थर्मामीटर, बोतल और ब्रम्हांड एक पृथक प्रणाली के उदाहरण है।

एक थर्मोडायनामिक प्रणाली में नियंत्रण आयतन ______ को संदर्भित करता है।

  1. द्रव प्रवाह में एक निर्दिष्ट द्रव्यमान
  2. द्रव्यमान जो सीमा के पार गति
  3. सीमा के पार ऊर्जा के स्थानांतरण
  4. ऊष्मागतिकी अध्ययन के लिए स्पेस में निश्चित क्षेत्र

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : ऊष्मागतिकी अध्ययन के लिए स्पेस में निश्चित क्षेत्र

Thermodynamic Systems Question 9 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • नियंत्रण आयतन उस निर्वात में निश्चित, पहचान योग्य क्षेत्र होता है जिसके माध्यम से तरल प्रवाहित होता है।
  • नियंत्रण आयतन की सीमा को नियंत्रण सतह कहा जाता है।
  • प्रणाली के प्रकार

नियंत्रण आयतन प्रणाली (बंद प्रणाली)

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  • यह एक निश्चित पहचान के साथ निश्चित द्रव्यमान की एक प्रणाली है
  • इस प्रकार की प्रणाली को सामान्यतौर पर "बंद प्रणाली के रूप में जाना जाता है
  • प्रणाली सीमा के पार कोई द्रव्यमान स्थानांतरण नहीं है
  • प्रणाली के अंदर या प्रणाली से बाहर ऊर्जा स्थानांतरण भी हो सकता है

नियंत्रण आयतन प्रणाली (विवृत प्रणाली)

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  • यह नियत आयतन वाली एक प्रणाली है
  • इस प्रकार की प्रणाली को सामान्यतौर पर "विवृत प्रणाली" या "नियंत्रण आयतन" के रूप में संदर्भित किया जाता है
  • एक नियंत्रण आयतन में द्रव्यमान स्थानांतरण हो सकता है
  • प्रणाली के अंदर या प्रणाली से बाहर ऊर्जा स्थानांतरण भी हो सकता है
  • एक नियंत्रण आयतन को नियत क्षेत्र के रूप में देखा जा सकता है जिस पर द्रव्यमान और ऊर्जा स्थानांतरण का अध्ययन किया जाता है
  • नियंत्रण सतह - यह नियंत्रण आयतन की सीमा है जिस पर द्रव्यमान और ऊर्जा दोनों का स्थानांतरण होता है
  • एक नियंत्रण आयतन (विवृत प्रणाली) का द्रव्यमान नियत हो भी सकता है या नहीं भी
अधिकांश इंजीनियरिंग उपकरण, सामान्य रूप से, एक विवृत प्रणाली या नियंत्रण आयतन का प्रतिनिधित्व करते हैं।

उष्मागतिक तंत्र के संबंध में निम्नलिखित में से कौन सा कथन गलत है?

  1. तंत्र और उसके परिवेश को अलग करने वाली सतह को सीमा के रूप में जाना जाता है।
  2. तंत्र सहित हर चीज को परिवेश के रूप में जाना जाता है।
  3. तंत्र सीमा चल या स्थिर हो सकती है।
  4. एक पृथक तंत्र एक बंद तंत्र है जो अपने परिवेश के साथ किसी भी तरह से बातचीत नहीं करती है।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : तंत्र सहित हर चीज को परिवेश के रूप में जाना जाता है।

Thermodynamic Systems Question 10 Detailed Solution

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स्पष्टीकरण:

उष्मागतिक तंत्र:

  • उष्मागतिक तंत्र समष्टि का एक क्षेत्र है जिसमें पदार्थ की मात्रा होती है जो इसके परिवेश से भिन्न होती है और उष्मागतिक अध्ययन का विषय हो सकती है।
  • उष्मागतिक प्रणालियों का अध्ययन उष्मागतिक का एक मूलभूत हिस्सा है, जो भौतिकी की एक शाखा है जो एक तंत्र के भीतर ऊर्जा के संबंधों और परिवर्तनों से संबंधित है।

उष्मागतिक तंत्रों को विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है:

विवृत तंत्र:

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  • इस प्रकार के तंत्र में द्रव्यमान और ऊर्जा दोनों का स्थानांतरण तंत्र की सीमा के पार होता है। उदाहरणों में पंप, संपीड़क, रिएक्टर, आसवन कॉलम, ऊष्मा विनिमायक, कार रेडिएटर आदि शामिल हैं।

संवृत तंत्र:

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  • तंत्र सीमा के पार कोई बड़े द्रव्यमान स्थानांतरण नहीं होता है, लेकिन ऊर्जा स्थानांतरण तंत्र के अंदर या बाहर होता है।
  • उदाहरण: पिस्टन-सिलेंडर व्यवस्था के भीतर सीमित गैस, आवासीय तापन तंत्र में गर्म पानी की टंकी, कार इंजन के भीतर होने वाली दहन प्रक्रिया, गैस से भरा एक सीलबंद पात्र, घरेलू रेफ्रिजरेटर या एयर कंडीशनर में प्रशीतन चक्र , वगैरह।
  • स्टोव पर प्रेशर कुकर की सामग्री, जिसका ढक्कन कसकर बंद है और सीटी की स्थिति है, एक बंद तंत्र है क्योंकि कोई भी द्रव्यमान प्रेशर कुकर में प्रवेश या बाहर नहीं जा सकता है, लेकिन ऊष्मा  को इसमें स्थानांतरित किया जा सकता है।
  • एक बम कैलोरीमीटर केवल ऊष्मा के आदान-प्रदान की अनुमति देता है। ऐसी तंत्र को बंद कहा जाता है।

पृथक तंत्र:

  • एक पृथक तंत्र में, तंत्र सीमा के पार कोई द्रव्यमान और ऊर्जा अंतःक्रिया नहीं होती है अर्थात तंत्र और परिवेश के बीच अंतःक्रिया अनुपस्थित होती है।
  • इसलिए, पृथक तंत्र का द्रव्यमान और ऊर्जा निश्चित हैं। ब्रह्मांड, एक अच्छी तरह से उष्मारोधित थर्मस फ्लास्क, एक सीलबंद और उष्मारोधित कंटेनर में संग्रहीत तरल नाइट्रोजन, आदि।

परिवेश:

  • परिवेश, जिसे पर्यावरण के रूप में भी जाना जाता है, तंत्र की सीमाओं के बाहर की हर चीज़ का प्रतिनिधित्व करता है।
  • इसमें वे बाहरी स्थितियाँ शामिल हैं जो तंत्र को प्रभावित कर सकती हैं।
  • किसी तंत्र की ऊर्जा अंतःक्रिया को परिभाषित करने के लिए परिवेश आवश्यक है।
  • उदाहरण के लिए, यदि किसी सिलेंडर में गैस फैल रही है, तो परिवेश में सिलेंडर की दीवारें और बाहरी वातावरण शामिल हैं।

सीमा:

  • सीमा वह इंटरफ़ेस है जो तंत्र को उसके परिवेश से अलग करती है।
  • यह वास्तविक या काल्पनिक हो सकती है और यह ऊर्जा और/या पदार्थ के आदान-प्रदान की अनुमति दे सकता है।
  • सीमा की प्रकृति परिभाषित करती है कि तंत्र पृथक है, बंद है या खुला है। 
  • उष्मागतिक में, तंत्र सीमा को चल या स्थिर के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है और यह अंतर यह समझने में महत्वपूर्ण है कि तंत्र अपने परिवेश के साथ कैसे संपर्क करता है।
  • चल सीमा:
    • चल सीमा वाले तंत्र में, तंत्र और उसके परिवेश के बीच भौतिक अलगाव बदल सकता है। यह तंत्र के विस्तार या संकुचन की अनुमति देता है, इसके द्वारा व्याप्त मात्रा को समायोजित करता है। पिस्टन और सिलेंडर जैसी प्रणालियों में चल सीमाएँ आम हैं, जहाँ पिस्टन अंदर गैस की मात्रा को बदलने के लिए आगे बढ़ सकता है।
  • निश्चित सीमा:
    • एक निश्चित सीमा वाले तंत्र में, तंत्र और उसके परिवेश के बीच भौतिक अलगाव स्थिर रहता है। तंत्र का आयतन निश्चित है और सीमा में कोई हलचल नहीं है। बंद पात्रों या दृढ़ टैंकों जैसी प्रणालियों में निश्चित सीमाएँ विशिष्ट होती हैं।

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निम्नलिखित कथनों में से कौन सा संयोजन सही है?

P. एक गैस केवल प्रसारण पर शीत होती है, जब उसका जूल-थॉमसन गुणांक प्रसारण के तापमान परास में धनात्मक होता है।

Q. किसी प्रक्रिया से गुजरने वाली प्रणाली के लिए, इसकी एंट्रॉपी केवल तभी स्थिर रहती है जब प्रक्रिया उत्क्रमणीय हो।

R. रुद्धोष्म प्रक्रम में संवृत निकाय द्वारा किया गया कार्य एक बिंदु फलन है।

S. कोई द्रव हिमीकरण पर तब फैलता है, जब दाब-तापमान आरेख पर उसके संलयन वक्र का ढाल ऋणात्मक होता है।

  1. R और S
  2. P और Q
  3. Q, R और S
  4. P, Q और R

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : R और S

Thermodynamic Systems Question 11 Detailed Solution

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व्याख्या:

  • जूल-थॉमसन गुणांक: जब एक स्थिर प्रवाह में गैस एक संकीर्णन से गुजरती है, जैसे एक छिद्र या वाल्व, यह सामान्य रूप से तापमान परिवर्तन का अनुभव करता है। ऊष्मागतिकी के पहले नियम से, ऐसी प्रक्रिया आइसेंथाल्पिक है और आमतौर पर एक जूल थॉमसन गुणांक को तापमान में परिवर्तन के एक उपाय के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप संकीर्णन में दबाव में गिरावट आती है।

\(μ~=~{(\frac{\partial T}{\partial P})}_H\)

  • एक आदर्श गैस के लिए, μ = 0, क्योंकि स्थिर एन्थैल्पी पर विस्तारित होने पर आदर्श गैस न तो तप्त होती है और न ही शीत 
  • यदि μ धनात्मक है, तो उपरोधन के दौरान तापमान में कमी आएगी।
  • यदि μ ऋणात्मक है, तो उपरोधन के दौरान तापमान में वृद्धि होगी।

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  • यदि एक संवृत प्रणाली एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया से गुजर रही है, तो सिस्टम की एन्ट्रापी में परिवर्तन निम्न द्वारा दिया जाता है: dS> 0, dS = 0, dS <0
  • इसलिए, प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय दोनों प्रक्रियाओं के लिए, सिस्टम की एन्ट्रापी स्थिर हो सकती है।

एक संवृत प्रणाली की एन्ट्रापी निम्न द्वारा दी जाती है:

\(ds~=~\frac{δ Q}{T}~+~{(δ s)}_{gen}\)

जब प्रणाली में ऊष्मा जोड़ी जाती है:

\(\frac{δ Q}{T}~=~+ve,~{(δ s)}_{gen}~=~+ve\) ; \(δ s~=~+ve\) यानी एन्ट्रापी बढ़ जाती है।

जब प्रणाली से ऊष्मा हटा दी जाती है:

\(\frac{δ Q}{T}~=~-ve,~{(δ s)}_{gen}~=~+ve\) ; \(δ s~=~-ve~or~0\),यानी एन्ट्रापी बढ़ती है या घटती है या स्थिर रहती है।

जब प्रक्रिया रुद्धोष्म है, dQ = 0:

\(\frac{δ Q}{T}~=~0,~{(δ s)}_{gen}~=~+ve\) ; δs = +ve, यानी एन्ट्रापी बढ़ जाती है।

  • रुद्धोष्म प्रक्रम में संवृत निकाय द्वारा किया गया कार्य आंतरिक ऊर्जा के बराबर होता है, जो बिंदु-फलन है। इसके अलावा एक संवृत प्रणाली के लिए एक रुद्धोष्म प्रक्रिया के मामले में कार्य पथ से स्वतंत्र है।

δQ = dU + δW ; रुद्धोष्म के लिए, δQ = 0 ⇒ δW = - dU

  • एक द्रव जमने पर तब फैलता है जब दबाव-तापमान आरेख पर उसके संलयन वक्र की ढलान नकारात्मक होती है।

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Important Points

  • विकल्प P भी सही है।

निम्नलिखित में से कौन सा एक गहन गुण है?

  1. तापमान
  2. दबाव
  3. आयतन
  4. तापमान और दबाव दोनों

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : तापमान और दबाव दोनों

Thermodynamic Systems Question 12 Detailed Solution

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संकल्पना:

गहन गुण: ये प्रणाली के वे गुण होते हैं जो महत्व के तहत द्रव्यमान से स्वतंत्र होता है। उदाहरण के लिए, दबाव, तापमान, घनत्व

विस्तृत गुण: वह गुण जो महत्व के तहत प्रणाली के द्रव्यमान पर निर्भर करता है।

उदाहरण के लिए, आंतरिक ऊर्जा, तापीय धारिता, आयतन, एंट्रॉपी, गतिज ऊर्जा, स्थितिज उर्जा।

सूचना: सभी विशिष्ट गुण गहन गुण होते हैं। उदाहरण के लिए, विशिष्ट आयतन, विशिष्ट एंट्रॉपी इत्यादि।

निम्नलिखित में से कौन-सा एक बिंदु फलन नहीं है?

  1. कार्य 
  2. दबाव 
  3. तापमान 
  4. आयतन 

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : कार्य 

Thermodynamic Systems Question 13 Detailed Solution

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संकल्पना:

बिंदु फलन:

केवल अंतिम अवस्था (अनुसरण किये गए पथ से स्वतंत्र) पर निर्भर ऊष्मागतिक गुण को तापमान, दबाव, घनत्व, आयतन, तापीय धारिता, एंट्रॉपी इत्यादि जैसे बिंदु फलन के रूप में जाना जाता है। 

पथ फलन:

  • अंतिम अवस्था व अनुसरण किये गए पथ पर निर्भर ऊष्मागतिक गुणों को ऊष्मा और कार्य जैसे पथ फलन के रूप में जाना जाता है। 

Additional Information

ऊष्मागतिक गुण:

  • ऊष्मागतिक गुण वह गुण है जो मापन योग्य होता है और जिसके मान किसी प्रणाली की अवस्था को वर्णित करते हैं। 
  • ऊष्मागतिक गुण के कुछ उदाहरण दबाव, तापमान, श्यानता, घनत्व हैं। 
  • गुण बिंदु फलन हैं अर्थात् ये पालन किये गए पथ पर निर्भर नहीं करते हैं। 

सघन गुण: 

  • ये प्रणाली के ऐसे गुण होते हैं जो महत्व के तहत द्रव्यमान से स्वतंत्र होते हैं। उदाहरण के लिए - दबाव, तापमान, घनत्व, इत्यादि। 

विस्तृत गुण:

  • वह गुण जो महत्व के तहत प्रणाली के द्रव्यमान पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए - आंतरिक ऊर्जा, तापीय धारिता, आयतन, एंट्रॉपी इत्यादि। 

निम्नलिखित में से कौन सा खुली ऊष्मागतिकी प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है?

  1. मैनुअल आइसक्रीम फ्रीजर
  2. अपकेंद्री पंप
  3. प्रेशर कुकर
  4. बम कैलोरीमीटर

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : अपकेंद्री पंप

Thermodynamic Systems Question 14 Detailed Solution

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बंद प्रणाली: प्रणाली​ की सीमा के आर-पार कोई भी द्रव्यमान स्थानान्तरण नहीं होता है लेकिन ऊर्जा का स्थानान्तरण हो सकता है।

खुली प्रणाली: इस प्रकार की प्रणाली में द्रव्यमान और ऊर्जा दोनों का प्रणाली की सीमा के आर-पार स्थानान्तरण होता है।

पृथक​ प्रणाली: इस प्रकार की प्रणाली में ना तो द्रव्यमान और ना ही ऊर्जा का सीमा के आर-पार स्थानान्तरण होता है। इसलिए, इस प्रकार की प्रणाली में द्रव्यमान और ऊर्जा का मान नियत होता है।

स्टोव पर रखे हुए प्रेशर कुकर, जिसका ढक्कन कस के बंद किया हुआ है और सीटी को अपनी नियत स्थिति में फिट किया हुआ है, के अन्दर रखी हुई सामग्री एक बंद प्रणाली को दर्शाता है, प्रेशर कुकर में कोई भी द्रव्यमान प्रवेश नहीं कर सकता है ना ही इसमें से कोई द्रव्यमान को निकला जा सकता है, मात्र ऊष्मा को इसमें स्थानांतरित किया जा सकता है।

मैनुअल आइसक्रीम फ्रीजर एक पृथक​ प्रणाली है।

एक बम कैलोरीमीटर केवल ऊष्मा के विनिमय की अनुमति देता है। ऐसी प्रणाली को बंद प्रणाली कहा जाता है।​

अपकेंद्री पंप​ एक खुली प्रणाली है।

उष्मागतिकी तंत्र में, द्रव्यमान स्थानांतरण के लिए प्राथमिक प्रेरक शक्ति __________ है।

  1. द्रव्यमान अंतर
  2. दाबांतर
  3. सांद्रता अंतर
  4. तापांतर

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : सांद्रता अंतर

Thermodynamic Systems Question 15 Detailed Solution

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व्याख्या:
  • द्रव्यमान स्थानांतरण, व्यापक अर्थ में, एक स्थान से दूसरे स्थान तक द्रव्यमान का शुद्ध संचलन है, जो प्रायः भौतिक प्रणाली के भीतर सांद्रता में भिन्नता या तापीय प्रवणता द्वारा संचालित होता है।
  • बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के लिए प्राथमिक प्रेरक शक्ति सांद्रता अंतर है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पदार्थ स्वाभाविक रूप से उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से कम सांद्रता वाले क्षेत्रों की ओर बढ़ते हैं, इस प्रक्रिया को प्रसार कहा जाता है। ऐसा कणों की यादृच्छिक गति के कारण होता है; उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र में कणों के कम सांद्रता वाले क्षेत्र में जाने की अधिक संभावना होती है, इसके विपरीत, केवल संभावना के कारण।
  • उदाहरण - यदि आप एक गिलास जल में रंगीन स्याही की एक बूंद छोड़ते हैं, तो समय के साथ, स्याही जल के हर हिस्से में फैल जाएगी जब तक कि स्याही की सांद्रता हर जगह समान न हो जाए। यहाँ, स्याही के कणों की गति पानी के विभिन्न भागों के बीच सांद्रता में अंतर से प्रेरित होती है।
  • यही सिद्धांत तब लागू होता है जब ऊष्मा के कारण गैस या तरल में अणु बड़े आयतन (तापीय विस्तार) में फैल जाते हैं। फिर, यह कणों की यादृच्छिक गति के कारण है, न कि संपूर्ण पदार्थ की समग्र गति के कारण।
  • बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के कुछ अनुप्रयोगों में रासायनिक रिएक्टरों, आंशिक आसवन स्तंभों, गैस स्क्रबिंग के लिए अवशोषक और पर्यावरण इंजीनियरिंग के डिजाइन शामिल हैं।

ध्यान दीजिए तापमान और दाबांतर के परिणामस्वरूप कुछ परिस्थितियों में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण भी हो सकता है (उदाहरण, ऊष्मा हस्तांतरण या मजबूर संवहन में), प्राथमिक मौलिक बल जो बड़े पैमाने पर स्थानांतरण को संचालित करता है वह एक सांद्रता (या अधिक सामान्यतः, एक रासायनिक क्षमता) अंतर है।

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