Kinetic Theory of Gases और Thermodynamics से NEET, CUET तथा Class 11 Physics परीक्षाओं में सूत्रों, गैस के अणुओं की गति, ऊष्मा, कार्य और ऊष्मागतिकी के नियमों पर प्रश्न पूछे जाते हैं। इस अभ्यास में 30 बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQ), सही उत्तर और संक्षिप्त व्याख्या दी गई है।
त्वरित रिवीजन: महत्वपूर्ण सूत्र
- आदर्श गैस समीकरण: PV = nRT
- गैस अणुओं की RMS चाल: vrms = √(3RT/M)
- एक अणु की औसत अनुवादकीय गतिज ऊर्जा: (3/2)kT
- ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम (इस convention में): Q = ΔU + W, जहाँ W गैस द्वारा किया गया कार्य है।
- समतापी प्रक्रिया में आदर्श गैस के लिए ΔU = 0; रुद्धोष्म प्रक्रिया में Q = 0.
Kinetic Theory और Thermodynamics के 30 MCQ
प्रश्न 1.
आदर्श गैस का समीकरण कौन-सा है?
(A) PV = RT (B) PV = nRT (C) P = nRTV (D) PT = nRV
उत्तर: (B)
व्याख्या: n मोल आदर्श गैस के लिए PV = nRT होता है।
प्रश्न 2.
गैस के अणुओं की RMS चाल किसके समानुपाती होती है?
(A) T (B) √T (C) 1/T (D) T²
उत्तर: (B)
व्याख्या: vrms = √(3RT/M), इसलिए नियत मोलर द्रव्यमान पर यह √T के समानुपाती है।
प्रश्न 3.
आदर्श गैस के एक अणु की औसत अनुवादकीय गतिज ऊर्जा है:
(A) kT (B) 3kT (C) (3/2)kT (D) (1/2)kT
उत्तर: (C)
व्याख्या: तीन अनुवादकीय स्वतंत्रता-डिग्री होने से औसत ऊर्जा (3/2)kT है।
प्रश्न 4.
परम शून्य तापमान का मान है:
(A) 0°C (B) −100°C (C) −273.15°C लगभग (D) 273°C
उत्तर: (C)
व्याख्या: 0 K लगभग −273.15°C होता है।
प्रश्न 5.
किस प्रक्रिया में तापमान स्थिर रहता है?
(A) समदाबी (B) समतापी (C) रुद्धोष्म (D) समआयतनिक
उत्तर: (B)
व्याख्या: समतापी (isothermal) प्रक्रिया में तापमान स्थिर रहता है।
प्रश्न 6.
रुद्धोष्म प्रक्रिया में किसका आदान-प्रदान शून्य होता है?
(A) कार्य (B) दाब (C) ऊष्मा (D) आयतन
उत्तर: (C)
व्याख्या: रुद्धोष्म प्रक्रिया के लिए Q = 0 होता है।
प्रश्न 7.
ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम किस सिद्धांत का रूप है?
(A) संवेग संरक्षण (B) ऊर्जा संरक्षण (C) आवेश संरक्षण (D) द्रव्यमान दोष
उत्तर: (B)
व्याख्या: यह ऊष्मा, आंतरिक ऊर्जा और कार्य के बीच ऊर्जा-संतुलन बताता है।
प्रश्न 8.
स्थिर आयतन पर गैस द्वारा किया गया कार्य कितना होता है?
(A) अधिकतम (B) शून्य (C) ऋणात्मक ही (D) अनंत
उत्तर: (B)
व्याख्या: W = ∫P dV; यदि आयतन नहीं बदलता तो dV = 0 और कार्य शून्य है।
प्रश्न 9.
आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा मुख्यतः किस पर निर्भर करती है?
(A) केवल तापमान (B) केवल आयतन (C) केवल दाब (D) पात्र के आकार
उत्तर: (A)
व्याख्या: आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा उसके तापमान का फलन होती है।
प्रश्न 10.
गैस का दाब अणुओं के किस प्रभाव के कारण उत्पन्न होता है?
(A) गुरुत्वीय आकर्षण (B) दीवारों से टक्कर (C) रंग (D) अणुओं का स्थिर रहना
उत्तर: (B)
व्याख्या: अणुओं की पात्र की दीवारों से टक्कर संवेग परिवर्तन कराती है, जिससे दाब बनता है।
प्रश्न 11.
किस तापमान पर सेल्सियस और फारेनहाइट पैमाने का संख्यात्मक मान समान होता है?
(A) −40° (B) 0° (C) 40° (D) 100°
उत्तर: (A)
व्याख्या: −40°C = −40°F होता है।
प्रश्न 12.
एक मोल में कणों की संख्या लगभग है:
(A) 6.022 × 10²³ (B) 3 × 10⁸ (C) 9.8 (D) 1.6 × 10⁻¹⁹
उत्तर: (A)
व्याख्या: यह एवोगैड्रो नियतांक है।
प्रश्न 13.
नियत ताप पर आदर्श गैस का दाब दोगुना हो जाए, तो उसका आयतन क्या होगा (मात्रा स्थिर)?
(A) दोगुना (B) आधा (C) चार गुना (D) अपरिवर्तित
उत्तर: (B)
व्याख्या: बॉयल के नियम के अनुसार PV = नियतांक।
प्रश्न 14.
आदर्श गैस के अणुओं के बीच टक्कर को सामान्यतः कैसा माना जाता है?
(A) पूर्णतः अप्रत्यास्थ (B) प्रत्यास्थ (C) हमेशा रासायनिक (D) बिना संवेग परिवर्तन
उत्तर: (B)
व्याख्या: आदर्श गैस मॉडल में अणुओं और दीवारों की टक्कर प्रत्यास्थ मानी जाती है।
प्रश्न 15.
एक चक्रीय ऊष्मागतिक प्रक्रिया में पूरे चक्र के बाद आंतरिक ऊर्जा का कुल परिवर्तन है:
(A) शून्य (B) धनात्मक (C) ऋणात्मक (D) ताप पर निर्भर, कभी शून्य नहीं
उत्तर: (A)
व्याख्या: आंतरिक ऊर्जा अवस्था फलन है; प्रारंभिक अवस्था पर लौटने पर ΔU = 0।
प्रश्न 16.
समतापी प्रक्रिया में आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन है:
(A) शून्य (B) हमेशा धनात्मक (C) हमेशा ऋणात्मक (D) अनंत
उत्तर: (A)
व्याख्या: आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान पर निर्भर करती है।
प्रश्न 17.
ऊष्मा का SI मात्रक है:
(A) न्यूटन (B) जूल (C) पास्कल (D) वाट/मीटर
उत्तर: (B)
व्याख्या: ऊष्मा ऊर्जा का स्थानांतरण है और इसका SI मात्रक जूल है।
प्रश्न 18.
किसी गैस का परम ताप दोगुना कर दिया जाए, तो RMS चाल कितनी हो जाएगी?
(A) दोगुनी (B) आधी (C) √2 गुना (D) चार गुना
उत्तर: (C)
व्याख्या: RMS चाल √T के समानुपाती है।
प्रश्न 19.
ऊष्मागतिकी के द्वितीय नियम के अनुसार ऊष्मा स्वतः किस दिशा में प्रवाहित होती है?
(A) ठंडे से गर्म पिंड की ओर (B) गर्म से ठंडे पिंड की ओर (C) केवल निर्वात में (D) कोई दिशा नहीं
उत्तर: (B)
व्याख्या: बाहरी कार्य के बिना ऊष्मा स्वतः गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर जाती है।
प्रश्न 20.
किसी गैस को ऊष्मा दी जाए और वह उतनी ही ऊर्जा कार्य में खर्च कर दे, तो आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होगा:
(A) शून्य (B) ऊष्मा के बराबर (C) कार्य के बराबर (D) दोगुना
उत्तर: (A)
व्याख्या: Q = ΔU + W; यदि Q = W, तो ΔU = 0।
प्रश्न 21.
गैस के अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा बढ़ाने का सीधा तरीका है:
(A) तापमान बढ़ाना (B) पात्र का रंग बदलना (C) गुरुत्व कम करना (D) अणुओं का द्रव्यमान बढ़ाना मात्र
उत्तर: (A)
व्याख्या: औसत अनुवादकीय गतिज ऊर्जा परम ताप के समानुपाती है।
प्रश्न 22.
ऊष्मा इंजन की दक्षता किसके बराबर होती है?
(A) उपयोगी कार्य/अवशोषित ऊष्मा (B) अवशोषित ऊष्मा/कार्य (C) कुल ऊष्मा × कार्य (D) शून्य हमेशा
उत्तर: (A)
व्याख्या: η = W/QH।
प्रश्न 23.
कार्नो इंजन की दक्षता किन पर निर्भर करती है?
(A) केवल ईंधन के रंग पर (B) गर्म और ठंडे स्रोत के परम ताप पर (C) इंजन के द्रव्यमान पर ही (D) केवल आयतन पर
उत्तर: (B)
व्याख्या: η = 1 − TC/TH, तापमान केल्विन में लिए जाते हैं।
प्रश्न 24.
किस प्रक्रिया में दाब स्थिर रहता है?
(A) समदाबी (B) समतापी (C) रुद्धोष्म (D) समआयतनिक
उत्तर: (A)
व्याख्या: समदाबी (isobaric) प्रक्रिया में दाब स्थिर रहता है।
प्रश्न 25.
किस प्रक्रिया में आयतन स्थिर रहता है?
(A) समदाबी (B) समआयतनिक (C) समतापी (D) रुद्धोष्म
उत्तर: (B)
व्याख्या: समआयतनिक (isochoric) प्रक्रिया में आयतन नहीं बदलता।
प्रश्न 26.
गैस का मोलर द्रव्यमान कम हो और तापमान समान हो, तो RMS चाल:
(A) कम होगी (B) अधिक होगी (C) समान शून्य होगी (D) अनंत होगी
उत्तर: (B)
व्याख्या: vrms ∝ 1/√M।
प्रश्न 27.
ऊष्मागतिकी में अवस्था फलन का उदाहरण है:
(A) किया गया कार्य (B) स्थानांतरित ऊष्मा (C) आंतरिक ऊर्जा (D) प्रक्रिया का मार्ग
उत्तर: (C)
व्याख्या: आंतरिक ऊर्जा केवल अवस्था पर निर्भर करती है, मार्ग पर नहीं।
प्रश्न 28.
आदर्श गैस के लिए नियत तापमान पर PV का मान है:
(A) नियत (B) शून्य (C) दाब के समानुपाती (D) आयतन के वर्ग के समानुपाती
उत्तर: (A)
व्याख्या: नियत ताप और गैस की निश्चित मात्रा पर बॉयल का नियम PV = नियतांक देता है।
प्रश्न 29.
किसी गैस को संपीड़ित करने में बाहरी व्यक्ति गैस पर कार्य करता है। गैस पर किया गया कार्य सकारात्मक होने पर (गैस द्वारा किए गए कार्य की convention से) W का चिन्ह होगा:
(A) धनात्मक (B) ऋणात्मक (C) शून्य (D) अनिश्चित
उत्तर: (B)
व्याख्या: यहाँ W गैस द्वारा किया गया कार्य है; संपीड़न में गैस का आयतन घटता है, इसलिए W = ∫P dV ऋणात्मक होता है।
प्रश्न 30.
एक आदर्श गैस के लिए स्थिर आयतन पर दी गई ऊष्मा मुख्यतः किसमें वृद्धि करती है?
(A) आंतरिक ऊर्जा (B) गैस द्वारा किया गया कार्य (C) आयतन (D) द्रव्यमान
उत्तर: (A)
व्याख्या: स्थिर आयतन पर कार्य शून्य होता है, इसलिए Q = ΔU।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)
1. Kinetic Theory और Thermodynamics की तैयारी कैसे करें?
पहले मूल परिभाषाएँ और सूत्र समझें, फिर प्रत्येक सूत्र पर आधारित संख्यात्मक प्रश्न हल करें। गलत हुए प्रश्नों को दोबारा हल करना उपयोगी है।
2. NEET के लिए कौन-से सूत्र सबसे महत्वपूर्ण हैं?
PV=nRT, RMS चाल, औसत गतिज ऊर्जा, प्रथम नियम, समतापी/रुद्धोष्म प्रक्रिया और कार्नो इंजन की दक्षता के सूत्र विशेष रूप से दोहराएँ।
3. क्या इस अभ्यास में उत्तर दिए गए हैं?
हाँ, सभी 30 प्रश्नों के साथ सही विकल्प और संक्षिप्त व्याख्या दी गई है।
निष्कर्ष
इन 30 MCQ को हल करके Kinetic Theory of Gases और Thermodynamics के मूल सिद्धांतों का अभ्यास करें। बेहतर तैयारी के लिए पहले स्वयं उत्तर चुनें, फिर दी गई व्याख्या से मिलान करें।
