Entropy and Irreversibility MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Entropy and Irreversibility - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें
Last updated on Jun 23, 2025
Latest Entropy and Irreversibility MCQ Objective Questions
Entropy and Irreversibility Question 1:
एक उच्च-तापमान वाले निकाय से निम्न-तापमान वाले निकाय तक ऊष्मा स्थानांतरण के प्रभाव निम्न हैं:
1. ऊर्जा संरक्षित होती है।
2. एंट्रॉपी संरक्षित नहीं होती है।
3. उपलब्धता संरक्षित नहीं होती है।
उपरोक्त कथनों में से कौन-से कथन सही हैं?
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 1 Detailed Solution
जब ऊष्मा उच्च तापमान वाले निकाय से निम्न-तापमान वाले निकाय तक स्थानांतरित होती है, तो
"ऊर्जा संरक्षित है" एक सही कथन है।
प्रमाणीकरण:
ऊष्मागतिक का पहला नियम बताता है कि ऊर्जा एक संरक्षित राशि है, यह अपने रूप को परिवर्तित कर सकता है लेकिन यह कभी भी नष्ट नहीं होता है।
इसलिए ऊर्जा तब संरक्षित होगी जब उच्च-तापमान वाले निकाय और निम्न-तापमान वाले निकाय के बीच ऊष्मा स्थानांतरण होता है।
"एंट्रॉपी संरक्षित नहीं होती है" एक सही कथन है।
प्रमाणीकरण:
एंट्रॉपी तब संरक्षित नहीं होगी जब सीमित तापमान अंतर के बीच ऊष्मा स्थानांतरण होता है, सीमित तापमान अंतर के कारण घटित होने वाली प्रक्रिया अप्रत्यावर्तनीयता का एक कारण है। इसलिए अपरिवर्तनीय चक्र के लिए एंट्रॉपी बढ़ेगी जिसका अर्थ है कि एंट्रॉपी संरक्षित नहीं होती है।
"उपलब्धता संरक्षित नहीं होती है।" एक सही कथन है।
प्रमाणीकरण:
उपलब्ध ऊर्जा तब कम होगी जब ऊष्मा को उच्च-तापमान वाले निकाय से निम्न-तापमान वाले निकाय तक स्थानांतरित किया जाता है, क्योंकि एक अपरिवर्तनीय चक्र के लिए शुद्ध एंट्रॉपी उत्पादन होता है, इसलिए अप्रत्यावर्तनीयता बढ़ती है जो उपलब्ध ऊर्जा को कम करेगी, और उपलब्धता संरक्षित नहीं होगी।
Entropy and Irreversibility Question 2:
200 kPa पर संतृप्त जल वाष्प एक नियत-दाब सिलेंडर/पिस्टन असेंबली में है। इस अवस्था में, पिस्टन सिलेंडर के तल से 0.1 मीटर ऊपर है (जैसा कि दिखाया गया है)। यदि तापमान 200 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाया जाता है, तो पिस्टन की तल से दूरी क्या होगी?
[दिया गया है: P = 200 kPa के लिए: Tsat = 120.23 डिग्री सेल्सियस, संतृप्त द्रव जल का विशिष्ट आयतन (vf) = 0.001 m3/kg, संतृप्त जल वाष्प का विशिष्ट आयतन (vg) = 0.88 m3/kg; 200 डिग्री सेल्सियस और 200 kPa पर अतितापित जल वाष्प का विशिष्ट आयतन है। v = 1.1 m3/kg]
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 2 Detailed Solution
सिद्धांत:
एक नियत-दाब पिस्टन-सिलेंडर प्रणाली में, पिस्टन की ऊँचाई वाष्प के विशिष्ट आयतन के समानुपाती होती है, क्योंकि आयतन = क्षेत्रफल x ऊँचाई और क्षेत्रफल स्थिर रहता है।
इसलिए, हम संबंध का उपयोग करते हैं: \( \frac{h_1}{h_2} = \frac{v_1}{v_2} \Rightarrow h_2 = h_1 \times \frac{v_2}{v_1} \)
गणना:
दिया गया है:
प्रारंभिक विशिष्ट आयतन, \(v_1 = 0.88~m^3/kg\)
अंतिम विशिष्ट आयतन, \(v_2 = 1.1~m^3/kg\)
पिस्टन की प्रारंभिक ऊँचाई, \(h_1 = 0.1~m\)
संबंध का उपयोग करते हुए,
\(h_2 = 0.1 \times \frac{1.1}{0.88} = 0.1 \times 1.25 = 0.125~m\)
सिलेंडर के तल से पिस्टन की अंतिम दूरी: 0.125 मीटर
Entropy and Irreversibility Question 3:
एक तापरोधी बेलन, दोनों सिरों पर बंद, घर्षण रहित ऊष्मा का संचालन करने वाले पिस्टन से सुसज्जित है जो सिलेंडर को दो भागों में विभाजित करता है। शुरू में, पिस्टन को केंद्र में क्लैंप किया जाता है, एक तरफ 200 K पर 1 लीटर हवा और 2 atm दाब और दूसरी तरफ 300 K पर 1 लीटर हवा और 1 atm है। पिस्टन को छोड़ दिया जाता है और निकाय दाब और तापमान में संतुलन पर पहुँच जाता है, पिस्टन एक नई स्थिति में होता है। अंतिम दाब ..... atm (हवा को एक आदर्श गैस मान लें) दो दशमलव स्थानों तक है।
Answer (Detailed Solution Below) 1.50
Entropy and Irreversibility Question 3 Detailed Solution
दिया गया है:
एक तापरोधी बेलन में एक ताप चालक पिस्टन लगा होता है जो इसे दो भागों में विभाजित करता है:
प्रारंभ में, पक्ष 1: 200 K और 2 atm पर 1 लीटर हवा।
प्रारंभ में, पक्ष 2: 300 K और 1 atm पर 1 लीटर हवा।
पिस्टन मुक्त हो जाता है, और निकाय दाब और तापमान में संतुलन पर पहुँच जाती है।
चूँकि पिस्टन ऊष्मा का संचालन करता है, इसलिए निकाय अंततः तापीय संतुलन पर पहुँच जाता है, जिसका अर्थ है कि दोनों कम्पार्टमेंट में समान तापमान और दाब होता है। इसके अलावा, बेलन तापरोधी होता है, इसलिए पर्यावरण के साथ कोई ऊष्मा विनिमय नहीं होता है, जिससे यह एक रुद्धोष्म प्रक्रम बन जाता है।
1. आदर्श गैस नियम का अनुप्रयोग:
संबंधों को निर्धारित करने के लिए आदर्श गैस नियम PV = nRT का उपयोग करें।
निकाय तापमान और दाब में संतुलन तक पहुँच जाता है।
2. प्रत्येक कम्पार्टमेंट में गैस के मोल :
पिस्टन जारी होने से पहले दोनों कम्पार्टमेंट के लिए गैस के मोल (n) की गणना करें:
पक्ष 1 :
\(n_1 = \frac{P_1 V_1}{R T_1} = \frac{2 \, \text{atm} \times 1 \, \text{L}}{R \times 200 \, \text{K}}\)
पक्ष 2 :
\(n_2 = \frac{P_2 V_2}{R T_2} = \frac{1 \, \text{atm} \times 1 \, \text{L}}{R \times 300 \, \text{K}}\)
3. संतुलन की स्थितियाँ :
अंतिम तापमान ( \(T_f\) ) दोनों पक्षों के प्रारंभिक तापमानों के बीच कहीं होगा।
चूँकि बेलन का आयतन नियत रहता है, इसलिए हम अंतिम दाब (\( P_f\) ) ज्ञात करने के लिए ऊर्जा संरक्षण के नियम को लागू करते हैं।
4. अंतिम दाब गणना:
संतुलन की स्थिति में, दोनों कक्षों का तापमान और दाब समान होता है।
आदर्श गैस नियम और संरक्षण संबंधों का उपयोग करके, हम अंतिम दाब की गणना कर सकते हैं:
\( P_f = 1.50 \, \text{atm}\)
अंतिम उत्तर
अंतिम दाब : 1.50 atm
Entropy and Irreversibility Question 4:
चित्र किसी आदर्श गैस के N परमाणुओं जो कि एक वाल्व द्वारा किसी ऊष्मारुद्ध पात्र के वाम अर्द्ध भाग में है, की प्रारंभिक साम्यावस्था i को दर्शाता है। यदि वाल्व खोल दिया जाता है, तो गैस दाहिने अर्द्धभाग में पहुचती है तथा अंततः पूर्ण पात्र में फैलकर अन्तिम अवस्था में आती है अर्थात अब प्रत्येक अर्द्धभाग (माना प्रत्येक का आयतन V) में \(\frac{N}{2}\) अणु हैं। इस निकाय के लिए एन्ट्रॉपी में परिवर्तन है - {N 'यथेष्ट बड़ा है ताकि स्टर्लिंग सन्निकटन वैध है}
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 4 Detailed Solution
Entropy and Irreversibility Question 5:
एन्ट्रॉपी की विशेषताओं के संबंध में निम्नलिखित में से कौन-सा कथन सही है?
1) यह तब बढ़ता है जब ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है, भले ही तापमान में परिवर्तन हो या न हो।
2) ऊष्मा हटाने पर यह घट जाती है, चाहे तापमान बदले या नहीं।
3) यह सभी रुद्धोष्म घर्षणहीन प्रक्रियाओं में अपरिवर्तित रहता है।
4) यदि थ्रॉटलिंग प्रक्रिया की तरह बिना कार्य किए ऊष्मा का तापमान कम कर दिया जाए तो यह बढ़ जाती है।
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 5 Detailed Solution
अवधारणा:
एन्ट्रॉपी किसी प्रणाली में अव्यवस्था या यादृच्छिकता का माप है, और यह ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। आइए एन्ट्रॉपी की विशेषताओं के बारे में प्रत्येक कथन का विश्लेषण करें ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि कौन सा कथन सही है।
वक्तव्यों का विश्लेषण:
1. यह तब बढ़ता है जब ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है, भले ही तापमान में परिवर्तन हो या न हो:
- सही। जब किसी प्रणाली में ऊष्मा जोड़ी जाती है, तो एन्ट्रॉपी बढ़ जाती है। एन्ट्रॉपी में परिवर्तन ( (
Δ S " id="MathJax-Element-74-Frame" role="presentation" style=" word-spacing: 0px; position: relative;" tabindex="0">Δ 𝑆 " id="MathJax-Element-100-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">Δ 𝑆 " id="MathJax-Element-124-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">Δ 𝑆 " id="MathJax-Element-136-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0"> )Δ S " id="MathJax-Element-74-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span
Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span Unknown node type: span
Conclusion
Top Entropy and Irreversibility MCQ Objective Questions
एंट्रॉपी परिवर्तन ________पर निर्भर करता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 6 Detailed Solution
Download Solution PDFसंकल्पना:
- एंट्रॉपी (S): यह एक प्रणाली के आणविक गति की अव्यवस्था का माप होता है।
- जितनी अधिक अव्यवस्था होती है, उतनी ही अधिक एंट्रॉपी होती है।
एंट्रॉपी में परिवर्तन निम्न है,
\({\rm{\Delta }}S = \frac{{{\rm{\Delta }}Q}}{T}\) जहाँ ΔQ = प्रणाली द्वारा अवशोषित ऊष्मा और T = निरपेक्ष तापमान
वर्णन:
निरपेक्ष एंट्रॉपी (S) या एंट्रॉपी एक प्रणाली में ऊर्जा क्षेपण का एक माप है।
एंट्रॉपी के मूल विशेषताएँ निम्न हैं:
- एंट्रॉपी स्थानांतरण ताप स्थानांतरण (एंट्रॉपी के प्रवाह की दिशा ताप प्रवाह के दिशा के समान होती है) के साथ संबंधित है
- एंट्रॉपी एक खुले प्रणाली में द्रव्यमान प्रवाह के समानुपाती होती है
- एंट्रॉपी कार्य के साथ स्थानांतरण नहीं करती है
ऊर्जा के साथ संबंधित एंट्रॉपी
|
ताप → कार्य |
एंट्रॉपी स्थानांतरण |
|
कार्य → कार्य |
कोई एंट्रॉपी स्थानांतरण नहीं होता है |
|
कार्य → ताप |
कोई एंट्रॉपी स्थानांतरण नहीं होता है; एंट्रॉपी उत्पन्न होती है |
एक प्रणाली की एन्ट्रॉपी में वृद्धि _______ का प्रतिनिधित्व करती है।
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 7 Detailed Solution
Download Solution PDFस्पष्टीकरण:
एन्ट्रॉपी:
- एन्ट्रॉपी एक प्रणाली की ऊर्जा का एक माप है जो उपयोगी कार्य करने के लिए अनुपलब्ध है। एक प्रणाली के एन्ट्रॉपी में वृद्धि से यादृच्छिकता और ऊर्जा के निम्नीकरण में वृद्धि होती है ।
- दो संतुलित स्थितियों के बीच कोई प्रक्रिया संभव नहीं है अगर यह प्रणाली और परिवेश की कुल एन्ट्रॉपी में कमी का परिणाम होगा।
- चूंकि एन्ट्रॉपी एक बिंदु फलन है जो केवल स्थितियों पर निर्भर करता है यानी कि पथ से स्वतंत्र है।
- इसलिए एन्ट्रॉपी का परिवर्तन शून्य होगा जब प्रक्रिया एक पूर्ण चक्र से गुजरती है (जहां प्रारंभिक स्थिति और अंतिम स्थिति समान होती है)।
एन्ट्रॉपी की वृद्धि का सिद्धांत :
- पृथक प्रणाली की एन्ट्रॉपी प्रणाली द्वारा उत्पन्न अपरिवर्तनीयता का माप है।
- जितनी अधिक अपरिवर्तनीयता उतनी अधिक वृद्धि प्रणाली की एन्ट्रॉपी या ऊर्जा का निम्नीकरण है। जैसा कि प्रतिवर्ती प्रक्रिया एक आदर्श प्रक्रिया है और यह वास्तव में कभी नहीं होता है। इसका मतलब है कि प्रणाली में अपरिवर्तनीयता की निश्चित मात्रा हमेशा रहती है, इसका मतलब यह भी है कि पृथक प्रणाली की एन्ट्रॉपी हमेशा बढ़ती रहती है, यह कभी कम नहीं होती है। यहां हम यह ध्यान रखें कि पृथक प्रणाली हमेशा एक सीमा के भीतर किसी भी प्रणाली और परिवेश को शामिल करके बनाई जा सकती है।
पाइप के मध्यम से प्रवाहित होने वाले एक आदर्श गैस के स्थिर और स्थिरोष्म प्रवाह का दबाव P1 से P2 तक कम हो जाता है। तो इसकी अप्रत्यावर्तनीयता/इकाई द्रव्यमान प्रवाह दर क्या दी गयी है?
[जहाँ, T0 = पर्यावरण का तापमान]
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 8 Detailed Solution
Download Solution PDFसंकल्पना:
अप्रत्यावर्तनीयता ऊष्मा या ऊर्जा की वह मात्रा है जो तब उपयोगी नहीं होती है जब प्रणाली को मृत अवस्था में लाया जाता है।
गौई-स्टोडोला प्रमेय से
अप्रत्यावर्तनीयता = T0 (δṡ)gen
\({\left( {\delta \dot s} \right)_{gen}} = \;{\left( {{\rm{\Delta }}\dot s} \right)_{system}} + {\left( {{\rm{\Delta }}\dot s} \right)_{surronding}}\)
यहाँ प्रणाली आदर्श गैस है
आदर्श गैस/इकाई द्रव्यमान प्रवाह दर का एंट्रॉपी बदलाव निम्न दिया गया है
\({\rm{\Delta \dot s}} = {{\rm{C}}_{\rm{p}}}\ln \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} - R\ln \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}\;\)
या, \({\rm{\Delta \dot s}} = {{\rm{C}}_{\rm{v}}}\ln \frac{{{T_2}}}{{{T_1}}} + R\ln \frac{{{v_2}}}{{{v_1}}}\)
गणना:
यह दिया गया है कि प्रवाह स्थिरोष्म है, और आदर्श गैस की एंट्रॉपी परिवर्तन ज्ञात करने के लिए हमें आदर्श गैस का या तो अंतिम तापमान या आयतन ज्ञात करने की आवश्यकता है।
हम दो बिंदुओं के बीच स्थिर प्रवाह ऊर्जा का उपयोग करके तापमान ज्ञात कर सकते हैं
\({h_1} + {\left( {Kinetic\;Energy} \right)_1} + {\left( {Potential\;Energy} \right)_1} + Q = {h_2} + {\left( {Kinetic\;Energy} \right)_2} + {\left( {Potential\;Energy} \right)_2} + W\)
अब गतिज और स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन को नजरअंदाज करने पर
Q = 0, क्योंकि प्रक्रिया स्थिरोष्म है।
W = 0
तो समीकरण h1 = h2 तक कम हो जाता है और आदर्श गैस के लिए तापीय धारिता h केवल तापमान का फलन है।
इसलिए T1 = T2
अब आदर्श गैस/इकाई द्रव्यमान का एंट्रॉपी परिवर्तन \({\rm{\Delta \dot s}} = {{\rm{C}}_{\rm{p}}}\ln \frac{{{T_1}}}{{{T_1}}} - R\ln \frac{{{P_2}}}{{{P_1}}} = R\ln \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}}\)
चूँकि यह स्थिरोष्म प्रणाली है, इसलिए वायुमंडल का एंट्रॉपी परिवर्तन शून्य होता है।
\({\left( {{\Delta \dot s}} \right)_{gen}} = \;{\left( {{\rm{\Delta \dot s}}} \right)_{system}} = R\ln \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} \)
अब अप्रत्यावर्तनीयता/इकाई द्रव्यमान प्रवाह दर = \({T_0}R\ln \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}}\)
द्रव्यमान m और ताप T1 की एक आदर्श गैस प्रारंभिक दाब P1 से अंतिम दाब P2 तक एक प्रतिक्रम्य समतापीय प्रक्रिया से गुजरती है। प्रक्रिया के दौरान ऊष्मा हानि Q है। गैस का एन्ट्रापी परिवर्तन ΔS है
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 9 Detailed Solution
Download Solution PDFव्याख्या:
एक आदर्श गैस के लिए एन्ट्रापी परिवर्तन की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
\({S_2} - {S_1} = m{c_p}\ln \left( {\frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}} \right) - mRln\left( {\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}} \right)\)
जहाँ m = गैस का द्रव्यमान, cp = स्थिर दाब पर विशिष्ट ऊष्मा, R = गैस स्थिरांक
T1 = प्रारंभिक तापमान, T2 = अंतिम तापमान, P1 = प्रारंभिक दाब, P2 = अंतिम दाब
चूँकि यह प्रक्रिया समतापीय है अर्थात् T1 = T2
∴ \({S_2} - {S_1} = m{c_p}\ln \left( 1 \right) - Rln\left( {\frac{{{P_2}}}{{{P_1}}}} \right)\)
\({S_2} - {S_1} = Rln\left( {\frac{{{P_1}}}{{{P_2}}}} \right)\) {∵ ln(1) = 0}
एक आदर्श गैस के लिए एन्ट्रापी परिवर्तन की गणना इस प्रकार भी की जा सकती है:
\({S_2} - {S_1} = m{c_v}\ln \left( {\frac{{{T_2}}}{{{T_1}}}} \right) + mRln\left( {\frac{{{V_2}}}{{{V_1}}}} \right)\)
जहाँ cv = स्थिर आयतन पर विशिष्ट ऊष्मा, V1 = प्रारंभिक आयतन, V2 = अंतिम आयतन
एंट्रॉपी में किसी परिवर्तन को __________को परिवर्तित करके प्राप्त किया जाता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 10 Detailed Solution
Download Solution PDFवर्णन:
एक प्रणाली की एंट्रॉपी विशिष्ट तापमान पर उस प्रणाली के यादृच्छिकता की अवस्था को बताता है।
उपरोक्त समीकरण से हम देख सकते हैं कि एंट्रॉपी में परिवर्तन ऊष्मा δQ के स्थानांतरण से संबंधित है।
Important Points
- Change in entropy is a property, which is also a point function hence an exact differential.
- एंट्रॉपी उत्पादन गुण नहीं है और यह उस पथ पर निर्भर करता है जिसके माध्यम से प्रक्रिया घटित होती है और इसलिए एक गलत अवकलन होता है।
27°C पर ठोस पदार्थ के पिघलने पर उसकी एन्ट्रापी बढ़ जाती है (पदार्थ के संलयन की गुप्त ऊष्मा = 400 kJ/kg)
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 11 Detailed Solution
Download Solution PDFअवधारणा:
ठोस पदार्थ की एन्ट्रॉपी में वृद्धि ΔS = \(\frac{h_{fg}}{T_o}\)
गणना:
दिया गया:
टी ओ = 27 ∘ सी = 300 के, एच एफजी = 400 केजे / किग्रा
ठोस पदार्थ की एन्ट्रॉपी में वृद्धि ΔS = \(\frac{h_{fg}}{T_o}\)
ΔS = \(\frac{400}{300}\) = 1.33 kJ/kg - K
अव्युत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया के लिए एन्ट्रापी में परिवर्तन _________ होता है।
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 12 Detailed Solution
Download Solution PDFस्पष्टीकरण:
- एन्ट्रापी एक स्थिरोष्म प्रक्रिया में स्थिर रहती है जो अव्युत्क्रमणीय भी होती है।
- सरलता के लिए एक बंद प्रणाली के मामले पर विचार करें, यानी एक नियंत्रण द्रव्यमान, जो आसपास के साथ किसी भी द्रव्यमान का आदान-प्रदान नहीं करता है।
- ऐसे दो तरीके हैं, जिसमें इस तरह की प्रणाली की एन्ट्रापी बदल सकती है, पहला प्रणाली सीमा पर ऊष्मा स्थानांतरण के माध्यम से और दूसरा प्रणाली के अंदर एंट्रोपी उत्पादन के माध्यम से।
- अब यह प्रक्रिया स्थिरोष्म है, इसलिए ऊष्मा स्थानांतरण शून्य है और इसलिए ऊष्मा स्थानांतरण के माध्यम से एन्ट्रापी परिवर्तन शून्य है।
- इसके अलावा, प्रक्रिया अव्युत्क्रमणीय है, इसलिए प्रणाली के अंदर कोई एन्ट्रापी उत्पन्न नहीं होती है और एन्ट्रापी उत्पादन के कारण एन्ट्रापी परिवर्तन शून्य है।
- इस तरह, एक स्थिरोष्म प्रक्रिया के लिए एन्ट्रापी परिवर्तन शून्य है जो अव्युत्क्रमणीय भी है।
एक अव्युत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया के लिए
\(dS = \frac{{dQ}}{T} = 0\)500 kJ ऊष्मा को – 23oC के तापमान पर प्रशीतक द्वारा एक उद्वाष्पक से एक विपरीत कार्नोट चक्र रेफ्रीजिरेटर में एक ठंडे स्थान से हटाया जाता है। तो प्रशीतक की एंट्रॉपी में कितना परिवर्तन होता है?
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 13 Detailed Solution
Download Solution PDFसंकल्पना:
विपरीत कार्नोट चक्र में प्रशीतक निम्न-तापमान वाले स्रोत TL (प्रक्रिया 4 -1) से समतापीय रूप से ऊष्मा, QL, अवशोषित करता है, जिसे अवस्था 2 (तापमान में TH तक वृद्धि) तक समसामयिक रूप से संपीडित किया जाता है, और ऊष्मा QH को TH पर उच्च-तापमान वाले सिंक तक समतापीय रूप से अस्वीकृत करता है (प्रक्रिया 2 - 3) और समसामयिक रूप से अवस्था 4 तक विस्तृत (TL तक तापमान कमी) होता है।
एन्ट्रापी में परिवर्तन (dS) = dQ/T
dQ = स्थानांतरित ऊष्मा
T = केल्विन में तापमान
गणना:
दिया गया है:
dQ = 500 kJ
T = -23 + 273 = 250 K
dS = (500/250) = 2 kJ/K
गलत तथ्य: यहाँ प्रशीतक में एन्ट्रापी परिवर्तन के बारे में पूछा गया है और प्रशीतक वायुमंडल से ऊष्मा प्राप्त करता है। इसलिए, इसकी एन्ट्रापी बढ़ती है।निम्नलिखित में से कौन सा उत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया के लिए गलत है?
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 14 Detailed Solution
Download Solution PDFसंकल्पना:
एक आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया को उत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है।
\(dS = \frac{{d{Q_{rev}}}}{T}\)
यदि प्रक्रिया उत्क्रमणीय और स्थिरोष्म होती है: dQrev = 0 ⇒ dS = 0
\({Q_{rev}} = \smallint TdS\)
एक बंद प्रणाली के लिए एंट्रॉपी विश्लेषण:
\(ds=(\frac{\delta Q}{T} )+ (\delta S)_{gen}\)
स्थिती 1: आंतरिक रूप से उत्क्रमणीय प्रक्रिया के लिए (δs)gen = 0
- जब प्रणाली में ताप संवर्धन होता है ⇒ (δQ) = +ve ⇒ ds = +ve
- जब प्रणाली से ताप का अस्वीकरण होता है ⇒ (δQ) = -ve ⇒ ds = -ve
- स्थिरोष्म प्रक्रिया के लिए ⇒ (δQ) = 0 ⇒ ds = 0 (आइसेंट्रोपिक)
स्थिती 2: आंतरिक रूप से अनुत्क्रमणीय प्रक्रिया के लिए (δs)gen ≠ 0 ⇒ (δs)gen = +ve
- जब प्रणाली में ताप संवर्धन होता है ⇒ (δQ) = +ve ⇒ ds = +ve
- जब प्रणाली से ताप का अस्वीकरण होता है ⇒ (δQ) = -ve ⇒ ds = -ve या +ve या शून्य
- चूँकि (δs)gen = +ve और (δQ) = -ve अतः एंट्रॉपी में बदलाव, ds शून्य हो सकता है, (δQ/T) = δs)gen, इस स्थिति में, प्रक्रिया आइसेंट्रोपिक होगी
- स्थिरोष्म प्रक्रिया के लिए ⇒ (δQ) = 0 ⇒ ds = +ve
अतः प्रक्रिया के आइसेंट्रोपिक होने के लिए दो स्थितियाँ हैं:
- उत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया
- अनुत्क्रमणीय प्रक्रिया, जहाँ (δQ/T) = δs)gen
नोट: अनुत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया नहीं है।
इस अनुत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया में dQ = 0 है, पर ds > 0 है, अतः एक अनुत्क्रमणीय स्थिरोष्म प्रक्रिया आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया नहीं है।
एक प्रणाली प्रक्रिया के संभाव्य होने के लिए ऊष्मागतिक के दूसरे नियम के अनुसार 1 से 2 तक अवस्था परिवर्तन से गुजरता है, तो प्रणाली का एंट्रॉपी परिवर्तन (S2 – S1) क्या है?
Answer (Detailed Solution Below)
Entropy and Irreversibility Question 15 Detailed Solution
Download Solution PDFसंकल्पना:
- एंट्रॉपी (S): यह किसी प्रणाली के आणविक गति की अव्यवस्था का माप है।
- जितनी अधिक अव्यवस्था होती है, उतनी ही अधिक एंट्रॉपी होती है।
- प्रणाली की एंट्रॉपी कोई भी मान हो सकती है।
- यह उस प्रक्रिया पर निर्भर करेगा जिससे अवस्था परिवर्तन होता है।
- यदि यह उत्क्रमणीय तरीके से परिवर्तित होती है, तो परिवर्तन शून्य होगा।
- लेकिन मान लीजिए कि प्रणाली से ऊष्मा निष्कासन होता है, तो प्रणाली का एंट्रॉपी परिवर्तन ऋणात्मक होगा।
- द्वितीय नियम बताता है कि ब्रम्हांड की एंट्रॉपी ऋणात्मक नहीं हो सकती है लेकिन प्रश्न में यह केवल प्रणाली में पूछा गया है।