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वान्डरवाल्स गैस का अवस्था समीकरण $\left(P+\frac{n^2 a}{V^2}\right)(V-n b)=n R T$ है। इसकी आंतरिक ऊर्ज $U=C T-\frac{n^2 a}{V}$ है। इस गैस के लिए स्थैतिककल्प ऐडियाबेट (quasistatic adiabat) समीकरण है
$T^{C / n R} V=$ स्थिरांक (constant)
$T^{(C+n R) / n R} \cdot V=$ स्थिरांक (constant)
$T^{C / n R} \cdot(V-n b)=$ स्थिरांक (constant)
$p^{(C+n R) / n R} \cdot(V-n b)=$ स्थिरांक (constant)
Solution
(c)
Process is quasistatic adiabatic.
$\text { So, } d Q =0$
$\Rightarrow d W =-d U$
$\Rightarrow p \Delta V =-n C_V d T \quad \dots(i)$
$U =C T-\frac{n^2 a }{V} \quad \dots(ii)$
and $\quad p=\frac{n R T}{V-n b}-\frac{n^2 a}{V^2} \quad \dots(iii)$
From Eq. $(ii)$, $d U=C d T+\frac{n^2 a }{V^2} d V$
So, from Eq. $(i)$, we have
$d W=-d U$
$\Rightarrow \quad p d V=-\left(C d T+\frac{n^2}{V^2} d V\right)$
Substituting for $p$ from Eq. $(iii)$ in above equation, we have
$\Rightarrow\left(\frac{n R T}{V-n b}-\frac{n^2 a}{V^2}\right) d V$
$=-C d T-\frac{n^2 \alpha }{V^2} \cdot d V$
$\Rightarrow\left(\frac{n R T}{V-n b}\right) d V=-C d T$
$\Rightarrow \quad \frac{d V}{V-n b}=\frac{-C}{n R} \cdot \frac{d T}{T}$
$\Rightarrow \quad \int \frac{d V}{V-n b}=-\frac{C}{n R} \int \frac{d T}{T}$
$\Rightarrow \log (V-n b)+k=-\log T^{C / n R}$
$\Rightarrow \log \left(T^{C / n R} \cdot(V-n b)\right)=$ constant
$\Rightarrow T^{C / n R} \cdot(V-n b)=$ constant
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सूची$-I$ को सूची$-II$ के साथ मिलाइए।
सूची$-I$ | सूची$-II$ |
$(a)$ समतापीय | $(i)$ नियत दाब |
$(b)$ समआयतनिक | $(ii)$ नियत ताप |
$(c)$ रुद्धोष्म | $(iii)$ नियत आयतन |
$(d)$ समदाबी | $(iv)$ ऊष्मा नियत रहती है |
नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर चुनिए।