Thermodynamics Test

ऊष्मागतिकी परीक्षण

25 Questions: 10 MCQs, 7 Long Answer, 8 Numerical Problems

25 प्रश्न: 10 बहुविकल्पीय, 7 दीर्घ उत्तर, 8 संख्यात्मक समस्याएं

Test Information

This test contains 25 questions covering various topics in thermodynamics:

• 10 Multiple Choice Questions (MCQs)
• 7 Long Answer Questions
• 8 Numerical Problems

परीक्षण जानकारी

इस परीक्षण में ऊष्मागतिकी के विभिन्न विषयों पर 25 प्रश्न शामिल हैं:

• 10 बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs)
• 7 दीर्घ उत्तर प्रश्न
• 8 संख्यात्मक समस्याएं

Instructions:

• Answer all questions before submitting
• For numerical questions, round your answer to two decimal places if needed
• For long answer questions, write detailed explanations
• You can change your answers before final submission
• Each question carries equal marks
• Total time: 90 minutes

निर्देश:

• सबमिट करने से पहले सभी प्रश्नों के उत्तर दें
• संख्यात्मक प्रश्नों के लिए, आवश्यकता पड़ने पर अपने उत्तर को दो दशमलव स्थानों तक राउंड करें
• दीर्घ उत्तर प्रश्नों के लिए, विस्तृत स्पष्टीकरण लिखें
• आप अंतिम सबमिशन से पहले अपने उत्तर बदल सकते हैं
• प्रत्येक प्रश्न के समान अंक हैं
• कुल समय: 90 मिनट

Section 1: Multiple Choice Questions (1-10)

अनुभाग 1: बहुविकल्पीय प्रश्न (1-10)

Question 1

प्रश्न 1

MCQ

Which of the following is an intensive property of a thermodynamic system?

निम्नलिखित में से कौन सा ऊष्मागतिकी प्रणाली का गहन गुण है?

Mass द्रव्यमान

Volume आयतन

Temperature तापमान

Energy ऊर्जा

Question 2

प्रश्न 2

MCQ

The first law of thermodynamics is based on:

ऊष्मागतिकी का पहला नियम किस पर आधारित है?

Conservation of mass द्रव्यमान का संरक्षण

Conservation of energy ऊर्जा का संरक्षण

Conservation of momentum संवेग का संरक्षण

Law of gravitation गुरुत्वाकर्षण का नियम

Question 3

प्रश्न 3

MCQ

Which of the following statements is consistent with the Second Law of Thermodynamics?

निम्नलिखित में से कौन सा कथन ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के अनुरूप है?

Heat can spontaneously flow from a colder body to a hotter body ऊष्मा स्वतः ही ठंडे पिंड से गर्म पिंड की ओर प्रवाहित हो सकती है

The entropy of an isolated system always decreases एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रॉपी हमेशा घटती है

It is impossible to construct a perpetual motion machine of the second kind दूसरी तरह की सतत गति मशीन बनाना असंभव है

Energy can be created but not destroyed ऊर्जा बनाई जा सकती है लेकिन नष्ट नहीं की जा सकती

Question 4

प्रश्न 4

MCQ

In an isothermal process for an ideal gas:

एक आदर्श गैस के लिए समतापी प्रक्रिया में:

Pressure remains constant दबाव स्थिर रहता है

Volume remains constant आयतन स्थिर रहता है

Temperature remains constant तापमान स्थिर रहता है

Internal energy remains constant आंतरिक ऊर्जा स्थिर रहती है

Question 5

प्रश्न 5

MCQ

The efficiency of a Carnot engine depends on:

एक कार्नोट इंजन की दक्षता निर्भर करती है:

The working substance used उपयोग किए गए कार्यशील पदार्थ पर

The temperatures of the source and sink स्रोत और सिंक के तापमान पर

The pressure of the working substance कार्यशील पदार्थ के दबाव पर

The volume of the working substance कार्यशील पदार्थ के आयतन पर

Question 6

प्रश्न 6

MCQ

Which of the following is true for a reversible adiabatic process?

निम्नलिखित में से कौन सा एक प्रतिवर्ती रुद्धोष्म प्रक्रिया के लिए सही है?

Temperature remains constant तापमान स्थिर रहता है

Pressure remains constant दबाव स्थिर रहता है

Volume remains constant आयतन स्थिर रहता है

Entropy remains constant एन्ट्रॉपी स्थिर रहती है

Question 7

प्रश्न 7

MCQ

The COP of a refrigerator is always:

एक रेफ्रिजरेटर का COP हमेशा होता है:

Less than 1 1 से कम

Equal to 1 1 के बराबर

Greater than 1 1 से अधिक

Zero शून्य

Question 8

प्रश्न 8

MCQ

The specific heat at constant pressure (Cp) is always greater than specific heat at constant volume (Cv) because:

स्थिर दबाव पर विशिष्ट ऊष्मा (Cp) हमेशा स्थिर आयतन पर विशिष्ट ऊष्मा (Cv) से अधिक होती है क्योंकि:

Work is done in expansion at constant pressure स्थिर दबाव पर विस्तार में कार्य किया जाता है

Molecules move faster at constant pressure स्थिर दबाव पर अणु तेजी से चलते हैं

Pressure is higher at constant volume स्थिर आयतन पर दबाव अधिक होता है

Temperature is higher at constant pressure स्थिर दबाव पर तापमान अधिक होता है

Question 9

प्रश्न 9

MCQ

The triple point of water is:

पानी का त्रिक बिंदु है:

0°C and 1 atm 0°C और 1 atm

0°C and 4.58 mm Hg 0°C और 4.58 mm Hg

0.01°C and 4.58 mm Hg 0.01°C और 4.58 mm Hg

100°C and 1 atm 100°C और 1 atm

Question 10

प्रश्न 10

MCQ

For an ideal gas, the internal energy depends only on:

एक आदर्श गैस के लिए, आंतरिक ऊर्जा केवल निर्भर करती है:

Pressure दबाव पर

Volume आयतन पर

Temperature तापमान पर

All of the above उपरोक्त सभी

Section 2: Long Answer Questions (11-17)

अनुभाग 2: दीर्घ उत्तर प्रश्न (11-17)

Question 11

प्रश्न 11

Long Answer

Explain the concept of entropy and its significance in thermodynamics. How does entropy relate to the Second Law of Thermodynamics?

एन्ट्रॉपी की अवधारणा और ऊष्मागतिकी में इसके महत्व की व्याख्या करें। एन्ट्रॉपी ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से कैसे संबंधित है?

Question 12

प्रश्न 12

Long Answer

Describe the Carnot cycle and explain why it represents the maximum possible efficiency for a heat engine operating between two temperature reservoirs.

कार्नोट चक्र का वर्णन करें और समझाएं कि यह दो तापमान जलाशयों के बीच काम करने वाले ऊष्मा इंजन के लिए अधिकतम संभव दक्षता क्यों दर्शाता है।

Question 13

प्रश्न 13

Long Answer

Differentiate between intensive and extensive properties of a thermodynamic system with examples. Why are specific properties considered intensive?

ऊष्मागतिकी प्रणाली के गहन और विस्तारित गुणों के बीच उदाहरणों सहित अंतर करें। विशिष्ट गुणों को गहन क्यों माना जाता है?

Question 14

प्रश्न 14

Long Answer

Explain the concept of thermodynamic equilibrium. What are the different types of equilibrium that a system can achieve?

ऊष्मागतिकी संतुलन की अवधारणा को समझाएं। एक प्रणाली किस प्रकार के संतुलन को प्राप्त कर सकती है?

Question 15

प्रश्न 15

Long Answer

Discuss the limitations of the first law of thermodynamics and how the second law addresses these limitations.

ऊष्मागतिकी के पहले नियम की सीमाओं पर चर्चा करें और दूसरा नियम इन सीमाओं को कैसे संबोधित करता है।

Question 16

प्रश्न 16

Long Answer

Explain the working principle of a refrigeration system with the help of a schematic diagram. What is the role of the compressor, condenser, expansion valve, and evaporator?

एक रेफ्रिजरेशन सिस्टम के कार्य सिद्धांत को एक योजनाबद्ध आरेख की सहायता से समझाएं। कंप्रेसर, कंडेनसर, विस्तार वाल्व और इवैपोरेटर की क्या भूमिका है?

Question 17

प्रश्न 17

Long Answer

What is the significance of the Maxwell relations in thermodynamics? Derive one of the Maxwell relations.

ऊष्मागतिकी में मैक्सवेल संबंधों का क्या महत्व है? मैक्सवेल संबंधों में से एक को व्युत्पन्न करें।

Section 3: Numerical Problems (18-25)

अनुभाग 3: संख्यात्मक समस्याएं (18-25)

Question 18

प्रश्न 18

Numerical

A Carnot engine operates between temperatures of 500 K and 300 K. Calculate its efficiency (in percentage).

एक कार्नोट इंजन 500 K और 300 K के तापमान के बीच कार्य करता है। इसकी दक्षता (प्रतिशत में) की गणना करें।

% %

Question 19

प्रश्न 19

Numerical with Graph

The PV diagram below shows a thermodynamic process for an ideal gas. If the initial pressure is 200 kPa and initial volume is 0.5 m³, and final volume is 1.0 m³, calculate the work done during this process.

नीचे दिया गया PV डायग्राम एक आदर्श गैस के लिए एक ऊष्मागतिकी प्रक्रिया दिखाता है। यदि प्रारंभिक दबाव 200 kPa है और प्रारंभिक आयतन 0.5 m³ है, और अंतिम आयतन 1.0 m³ है, तो इस प्रक्रिया के दौरान किए गए कार्य की गणना करें।

kJ kJ

Question 20

प्रश्न 20

Numerical

2 kg of water at 25°C is heated to 75°C. Calculate the change in entropy of the water. (Specific heat of water = 4.18 kJ/kg·K)

25°C पर 2 kg पानी को 75°C तक गर्म किया जाता है। पानी की एन्ट्रॉपी में परिवर्तन की गणना करें। (पानी की विशिष्ट ऊष्मा = 4.18 kJ/kg·K)

kJ/K kJ/K

Question 21

प्रश्न 21

Numerical

An ideal gas undergoes an adiabatic expansion from volume 0.5 m³ to 1.0 m³. If the initial pressure is 500 kPa and γ = 1.4, calculate the final pressure.

एक आदर्श गैस 0.5 m³ से 1.0 m³ तक रुद्धोष्म विस्तार से गुजरती है। यदि प्रारंभिक दबाव 500 kPa है और γ = 1.4 है, तो अंतिम दबाव की गणना करें।

kPa kPa

Question 22

प्रश्न 22

Numerical

A refrigerator has a COP of 4. If it removes 2000 kJ of heat from the refrigerated space, calculate the work input required.

एक रेफ्रिजरेटर का COP 4 है। यदि यह प्रशीतित स्थान से 2000 kJ ऊष्मा निकालता है, तो आवश्यक कार्य इनपुट की गणना करें।

kJ kJ

Question 23

प्रश्न 23

Numerical

Calculate the change in internal energy when 5 kg of air is heated from 300 K to 400 K at constant volume. (Cv for air = 0.718 kJ/kg·K)

जब 5 kg हवा को स्थिर आयतन पर 300 K से 400 K तक गर्म किया जाता है तो आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की गणना करें। (हवा के लिए Cv = 0.718 kJ/kg·K)

kJ kJ

Question 24

प्रश्न 24

Numerical

A heat engine receives 1000 kJ of heat and produces 400 kJ of work. Calculate the heat rejected to the sink.

एक ऊष्मा इंजन 1000 kJ ऊष्मा प्राप्त करता है और 400 kJ कार्य उत्पन्न करता है। सिंक को अस्वीकृत ऊष्मा की गणना करें।

kJ kJ

Question 25

प्रश्न 25

Numerical

Calculate the work done when 2 moles of an ideal gas expand isothermally at 300 K from 10 L to 20 L.

जब 2 मोल आदर्श गैस 300 K पर 10 L से 20 L तक समतापीय रूप से विस्तार करती है तो किए गए कार्य की गणना करें।

J J

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