Question

താപനിലയിൽ വ്യത്യാസം വരുത്താതെ ഒരു മോൾ ആദർശവാതകത്തിന്റെ (ഐഡിയൽ ഗ്യാസ്) വ്യാപ്തത്തെ ഒരു ലിറ്ററിൽ നിന്നും 10 ലിറ്റർ ആയി വികസിപ്പിച്ചാൽ ഉണ്ടാകുന്ന ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവ് _____ ആണ്

• A. 249.42J
• B. 24.942J
• C. 0
• D. 340J

Answer 1

Answer:

C. 0

ഒരു ആദർശവാതകത്തിന്റെ (Ideal Gas) ആന്തരിക ഊർജ്ജം (Internal Energy) അതിൻ്റെ താപനിലയെ (Temperature) മാത്രം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് വാതകത്തിന്റെ വ്യാപ്തം (Volume) അല്ലെങ്കിൽ മർദ്ദം (Pressure) എന്നിവയെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല. ചോദ്യത്തിൽ, "താപനിലയിൽ വ്യത്യാസം വരുത്താതെ" (അതായത്, താപനില സ്ഥിരമായി നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് - isothermal process) എന്നാണ് പറഞ്ഞിരിക്കുന്നത്. അതിനാൽ, താപനിലയിൽ മാറ്റം വരാത്തതുകൊണ്ട്, ആദർശവാതകത്തിന്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലും മാറ്റം വരുന്നില്ല. ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം പൂജ്യമായിരിക്കും (ΔU=0). ഇത് തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമവുമായി (First Law of Thermodynamics) ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു: ΔU=Q−W ഇവിടെ, ΔU = ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം Q = സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് നൽകുന്ന താപം W = സിസ്റ്റം ചെയ്യുന്ന പ്രവർത്തി ഒരു ഐസോതെർമൽ പ്രക്രിയയിൽ (Isothermal process), ΔT=0 ആയതുകൊണ്ട്, ഒരു ആദർശവാതകത്തിന് ΔU=0 ആയിരിക്കും. ഇത് അർത്ഥമാക്കുന്നത്, വാതകം വികസിക്കുമ്പോൾ ചെയ്യുന്ന പ്രവർത്തി (work done, W) വാതകം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തിന് (Q) തുല്യമായിരിക്കും എന്നാണ്, അതിനാൽ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൽ മാറ്റം വരുന്നില്ല.