WILLER ACADEMY

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Class: 11th Chemistry

Subject: Thermodynamics

Time: 90 Minutes

Marks: 50

General Instructions:

1. All questions are compulsory.

2. Read each question carefully before answering.

3. Marks are indicated against each question.

4. Use of calculators is permitted.

1. सभी प्रश्न अनिवार्य हैं।

2. उत्तर देने से पहले प्रत्येक प्रश्न को ध्यान से पढ़ें।

3. प्रत्येक प्रश्न के सामने अंक दिए गए हैं।

4. कैलकुलेटर के उपयोग की अनुमति है।

Section A: Multiple Choice Questions (10 × 1 = 10 Marks)

1. Which of the following is a state function?

(a) Work

(b) Heat

(c) Internal energy

(d) None of these

निम्नलिखित में से कौन सा अवस्था फलन है?

(a) कार्य

(b) ऊष्मा

(c) आंतरिक ऊर्जा

(d) इनमें से कोई नहीं

2. The first law of thermodynamics is essentially the law of:

(a) Conservation of energy

(b) Conservation of mass

(c) Conservation of momentum

(d) Conservation of charge

ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम मूलतः किसका नियम है?

(a) ऊर्जा संरक्षण

(b) द्रव्यमान संरक्षण

(c) संवेग संरक्षण

(d) आवेश संरक्षण

3. In an adiabatic process:

(a) ΔU = 0

(b) ΔT = 0

(c) q = 0

(d) w = 0

एक रुद्धोष्म प्रक्रिया में:

(a) ΔU = 0

(b) ΔT = 0

(c) q = 0

(d) w = 0

4. The standard enthalpy of formation of an element in its standard state is:

(a) 0

(b) 1

(c) -1

(d) Not defined

किसी तत्व की मानक अवस्था में उसके निर्माण की मानक एन्थैल्पी है:

(a) 0

(b) 1

(c) -1

(d) परिभाषित नहीं

5. For a spontaneous process at constant temperature and pressure, the Gibbs free energy:

(a) Increases

(b) Decreases

(c) Becomes zero

(d) Remains constant

नियत ताप और दाब पर एक स्वतः प्रक्रिया के लिए, गिब्स मुक्त ऊर्जा:

(a) बढ़ती है

(b) घटती है

(c) शून्य हो जाती है

(d) स्थिर रहती है

Section B: Numerical Problems (4 × 5 = 20 Marks)

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

Given: R = 8.314 J/mol·K

1. कार्य की गणना करें जब 2 मोल आदर्श गैस 300 K पर 10 L से 20 L तक समतापीय और उत्क्रमणीय रूप से प्रसार करती है।

दिया गया: R = 8.314 J/mol·K

2. The enthalpy of combustion of methane is -890 kJ/mol. Calculate the heat evolved when 4 g of methane is completely burnt in oxygen.

Given: Molar mass of CH₄ = 16 g/mol

2. मीथेन के दहन की एन्थैल्पी -890 kJ/mol है। 4 g मीथेन के ऑक्सीजन में पूर्ण दहन पर उत्पन्न ऊष्मा की गणना करें।

दिया गया: CH₄ का मोलर द्रव्यमान = 16 g/mol

3. For a reaction, ΔH = -40 kJ and ΔS = -100 J/K. Calculate the temperature at which the reaction becomes spontaneous.

Hint: Use ΔG = ΔH - TΔS

3. एक अभिक्रिया के लिए, ΔH = -40 kJ और ΔS = -100 J/K है। वह तापमान ज्ञात करें जिस पर अभिक्रिया स्वतः होने लगती है।

संकेत: ΔG = ΔH - TΔS का उपयोग करें

4. Calculate the standard enthalpy of formation of benzene (C₆H₆) given:

C₆H₆(l) + 15/2 O₂(g) → 6CO₂(g) + 3H₂O(l) ΔH = -3267 kJ

C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = -393.5 kJ

H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) ΔH = -285.8 kJ

4. बेंजीन (C₆H₆) के निर्माण की मानक एन्थैल्पी की गणना करें यदि दिया गया है:

C₆H₆(l) + 15/2 O₂(g) → 6CO₂(g) + 3H₂O(l) ΔH = -3267 kJ

C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = -393.5 kJ

H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) ΔH = -285.8 kJ

Section C: Long Answer Questions (5 × 4 = 20 Marks)

1. State and explain the first law of thermodynamics. Derive the mathematical expression for the first law.

Marks: 4

1. ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को बताएं और समझाएं। प्रथम नियम के लिए गणितीय व्यंजक व्युत्पन्न करें।

अंक: 4

2. What is enthalpy? Explain the relationship between enthalpy change and internal energy change for a reaction.

Marks: 4

2. एन्थैल्पी क्या है? किसी अभिक्रिया के लिए एन्थैल्पी परिवर्तन और आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन के बीच संबंध समझाएं।

अंक: 4

3. Differentiate between isothermal and adiabatic processes with suitable examples and P-V diagrams.

Marks: 4

3. समतापी और रुद्धोष्म प्रक्रियाओं में अंतर स्पष्ट करें, उपयुक्त उदाहरणों और P-V आरेखों सहित।

अंक: 4

4. Explain the concept of entropy. How does entropy change in spontaneous processes?

Marks: 4

4. एन्ट्रॉपी की अवधारणा समझाएं। स्वतः प्रक्रियाओं में एन्ट्रॉपी कैसे परिवर्तित होती है?

अंक: 4

5. What is Gibbs free energy? Derive the relationship between Gibbs free energy change and equilibrium constant.

Marks: 4

5. गिब्स मुक्त ऊर्जा क्या है? गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन और साम्य स्थिरांक के बीच संबंध व्युत्पन्न करें।

अंक: 4

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