Thermodynamics (ऊष्मागतिकी) भौतिकी की वह शाखा है जिसमें ऊष्मा, तापमान, कार्य और आंतरिक ऊर्जा के बीच संबंधों का अध्ययन किया जाता है। इस लेख में Class 11 Physics, NEET, CUET और अन्य प्रतियोगी परीक्षाओं के अभ्यास के लिए 30 महत्वपूर्ण Thermodynamics MCQ हिंदी में उत्तर और संक्षिप्त व्याख्या सहित दिए गए हैं।
Thermodynamics MCQ in Hindi – 30 महत्वपूर्ण प्रश्न
प्रश्न 1. ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम किस सिद्धांत पर आधारित है?
(A) संवेग संरक्षण (B) ऊर्जा संरक्षण (C) आवेश संरक्षण (D) द्रव्यमान में वृद्धि
सही उत्तर: (B) ऊर्जा संरक्षण
व्याख्या: ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम ऊष्मा, आंतरिक ऊर्जा और किए गए कार्य के बीच ऊर्जा-संतुलन बताता है।
प्रश्न 2. आदर्श गैस के लिए आंतरिक ऊर्जा मुख्यतः किस पर निर्भर करती है?
(A) केवल दाब (B) केवल आयतन (C) तापमान (D) पात्र के आकार
सही उत्तर: (C) तापमान
व्याख्या: आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा उसके अणुओं की कुल गतिज ऊर्जा से संबंधित होती है, जो तापमान पर निर्भर करती है।
प्रश्न 3. समतापी प्रक्रिया (Isothermal process) में क्या स्थिर रहता है?
(A) दाब (B) आयतन (C) तापमान (D) ऊष्मा
सही उत्तर: (C) तापमान
व्याख्या: समतापी प्रक्रिया में सिस्टम का तापमान स्थिर रहता है।
प्रश्न 4. रुद्धोष्म प्रक्रिया (Adiabatic process) में किसका आदान-प्रदान शून्य होता है?
(A) कार्य (B) ऊष्मा (C) दाब (D) आयतन
सही उत्तर: (B) ऊष्मा
व्याख्या: रुद्धोष्म प्रक्रिया में सिस्टम और परिवेश के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं होता, अर्थात Q = 0।
प्रश्न 5. समआयतनिक (Isochoric) प्रक्रिया में कौन-सी राशि स्थिर रहती है?
(A) आयतन (B) तापमान (C) दाब (D) आंतरिक ऊर्जा
सही उत्तर: (A) आयतन
व्याख्या: आयतन में परिवर्तन न होने के कारण गैस द्वारा किया गया सीमारेखा कार्य W = ∫P dV शून्य होता है।
प्रश्न 6. स्थिर दाब पर होने वाली प्रक्रिया कहलाती है:
(A) समतापी (B) समदाबी (Isobaric) (C) समआयतनिक (D) रुद्धोष्म
सही उत्तर: (B) समदाबी
व्याख्या: समदाबी प्रक्रिया में दाब स्थिर रहता है, जबकि तापमान और आयतन बदल सकते हैं।
प्रश्न 7. ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम का एक सामान्य रूप कौन-सा है, जब W सिस्टम द्वारा किया गया कार्य है?
(A) Q = ΔU + W (B) Q = ΔU − W हमेशा (C) Q = W − ΔU (D) Q = 0 हर स्थिति में
सही उत्तर: (A) Q = ΔU + W
व्याख्या: सिस्टम को दी गई ऊष्मा Q, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन ΔU और सिस्टम द्वारा किए गए कार्य W के योग के बराबर होती है।
प्रश्न 8. गैस द्वारा किया गया कार्य धनात्मक कब माना जाता है (प्रचलित भौतिकी संकेत परंपरा में)?
(A) गैस फैलती है (B) गैस संपीड़ित होती है (C) आयतन हमेशा स्थिर हो (D) तापमान शून्य हो
सही उत्तर: (A) गैस फैलती है
व्याख्या: जब गैस का आयतन बढ़ता है, तो गैस परिवेश पर कार्य करती है; इस परंपरा में W = ∫P dV धनात्मक होता है।
प्रश्न 9. आदर्श गैस के लिए बॉयल का नियम किस स्थिति में लागू होता है?
(A) स्थिर तापमान (B) स्थिर दाब (C) स्थिर आयतन (D) स्थिर द्रव्यमान के बिना
सही उत्तर: (A) स्थिर तापमान
व्याख्या: निश्चित मात्रा की गैस के लिए स्थिर तापमान पर PV = स्थिर रहता है।
प्रश्न 10. चार्ल्स के नियम के अनुसार स्थिर दाब पर गैस का आयतन किसके समानुपाती होता है?
(A) सेल्सियस तापमान (B) परम तापमान (Kelvin) (C) दाब का वर्ग (D) द्रव्यमान संख्या
सही उत्तर: (B) परम तापमान (Kelvin)
व्याख्या: स्थिर दाब पर निश्चित मात्रा की आदर्श गैस के लिए V/T = स्थिर होता है, जहाँ T केल्विन में है।
प्रश्न 11. आदर्श गैस समीकरण कौन-सा है?
(A) PV = nRT (B) P = IV (C) F = ma (D) E = mc²
सही उत्तर: (A) PV = nRT
व्याख्या: यहाँ P दाब, V आयतन, n मोलों की संख्या, R गैस नियतांक और T परम तापमान है।
प्रश्न 12. परम शून्य तापमान लगभग कितना होता है?
(A) 0°C (B) −100°C (C) −273.15°C (D) 273.15°C
सही उत्तर: (C) −273.15°C
व्याख्या: परम शून्य 0 K के बराबर है, जो लगभग −273.15°C होता है।
प्रश्न 13. ऊष्मा की SI इकाई क्या है?
(A) कैलोरी (B) जूल (C) वाट (D) पास्कल
सही उत्तर: (B) जूल
व्याख्या: ऊष्मा ऊर्जा का एक रूप है, इसलिए इसकी SI इकाई जूल है।
प्रश्न 14. ऊष्मागतिकी का द्वितीय नियम किससे संबंधित है?
(A) ऊर्जा संरक्षण मात्र (B) प्राकृतिक प्रक्रियाओं की दिशा और एंट्रॉपी (C) विद्युत आवेश (D) न्यूटन का तीसरा नियम
सही उत्तर: (B)
व्याख्या: द्वितीय नियम बताता है कि प्राकृतिक प्रक्रियाओं की दिशा सीमित होती है और पृथक सिस्टम की कुल एंट्रॉपी घटती नहीं है।
प्रश्न 15. एंट्रॉपी की SI इकाई क्या है?
(A) J/K (B) J·K (C) W/K² (D) N/m
सही उत्तर: (A) J/K
व्याख्या: एंट्रॉपी परिवर्तन को प्रतिवर्ती प्रक्रिया में dS = δQrev/T से व्यक्त किया जाता है।
प्रश्न 16. ऊष्मा इंजन किस ऊर्जा रूपांतरण पर काम करता है?
(A) कार्य को पूरी तरह ऊष्मा में बदलना ही (B) ऊष्मा के एक भाग को कार्य में बदलना (C) द्रव्यमान को आवेश में बदलना (D) प्रकाश को ध्वनि में बदलना
सही उत्तर: (B)
व्याख्या: ऊष्मा इंजन गर्म स्रोत से ऊष्मा लेता है, उसका कुछ भाग कार्य में बदलता है और शेष ठंडे स्रोत को देता है।
प्रश्न 17. ऊष्मा इंजन की दक्षता का सूत्र क्या है?
(A) η = Qh/W (B) η = W/Qh (C) η = Qc/Qh + 1 (D) η = T h + T c
सही उत्तर: (B) η = W/Qh
व्याख्या: दक्षता उपयोगी कार्य W और गर्म स्रोत से ली गई ऊष्मा Qh का अनुपात है। आदर्श चक्र में η = 1 − Qc/Qh भी लिखा जाता है।
प्रश्न 18. कार्नो इंजन की दक्षता किन राशियों पर निर्भर करती है?
(A) केवल कार्यकारी गैस के प्रकार पर (B) गर्म और ठंडे स्रोत के परम तापमान पर (C) केवल इंजन के आकार पर (D) केवल दाब पर
सही उत्तर: (B)
व्याख्या: आदर्श कार्नो इंजन के लिए η = 1 − Tc/Th, जहाँ दोनों तापमान केल्विन में हैं।
प्रश्न 19. कोई ऊष्मा इंजन 1000 J ऊष्मा लेता है और 300 J कार्य करता है। उसकी दक्षता कितनी है?
(A) 3% (B) 30% (C) 70% (D) 300%
सही उत्तर: (B) 30%
व्याख्या: η = W/Qh = 300/1000 = 0.30 = 30%।
प्रश्न 20. आदर्श गैस के समतापी विस्तार में आंतरिक ऊर्जा का परिवर्तन कितना होता है?
(A) धनात्मक (B) ऋणात्मक (C) शून्य (D) अनंत
सही उत्तर: (C) शून्य
व्याख्या: आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान पर निर्भर करती है। समतापी प्रक्रिया में तापमान स्थिर होने से ΔU = 0।
प्रश्न 21. आदर्श गैस की रुद्धोष्म प्रक्रिया के लिए सही संबंध कौन-सा है?
(A) PV = स्थिर हर स्थिति में (B) PVγ = स्थिर (C) P/T = 0 (D) V/T = 0
सही उत्तर: (B) PVγ = स्थिर
व्याख्या: प्रतिवर्ती रुद्धोष्म प्रक्रिया में आदर्श गैस के लिए PVγ स्थिर रहता है, जहाँ γ = Cp/Cv।
प्रश्न 22. मोलर विशिष्ट ऊष्मा Cp किस स्थिति में मापी जाती है?
(A) स्थिर आयतन पर (B) स्थिर दाब पर (C) स्थिर एंट्रॉपी पर (D) परम शून्य पर ही
सही उत्तर: (B) स्थिर दाब पर
व्याख्या: Cp स्थिर दाब पर प्रति मोल तापमान एक केल्विन बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा से संबंधित है।
प्रश्न 23. आदर्श गैस के लिए Cp और Cv में संबंध क्या है?
(A) Cp − Cv = R (B) Cp + Cv = R (C) Cp = Cv हमेशा (D) Cp/Cv = R
सही उत्तर: (A) Cp − Cv = R
व्याख्या: आदर्श गैस के लिए मोलर ऊष्मा धारिताओं का अंतर सार्वत्रिक गैस नियतांक R के बराबर होता है।
प्रश्न 24. एक चक्रीय प्रक्रिया में सिस्टम की कुल आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन कितना होता है?
(A) शून्य (B) हमेशा धनात्मक (C) हमेशा ऋणात्मक (D) अनंत
सही उत्तर: (A) शून्य
व्याख्या: चक्र के अंत में सिस्टम अपनी प्रारंभिक अवस्था में लौटता है। आंतरिक ऊर्जा अवस्था फलन है, इसलिए कुल परिवर्तन शून्य होता है।
प्रश्न 25. अवस्था फलन (State function) का उदाहरण कौन-सा है?
(A) किया गया कार्य (B) स्थानांतरण में दी गई ऊष्मा (C) आंतरिक ऊर्जा (D) पथ की लंबाई
सही उत्तर: (C) आंतरिक ऊर्जा
व्याख्या: अवस्था फलन का मान केवल प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करता है, प्रक्रिया के पथ पर नहीं।
प्रश्न 26. ऊष्मा स्वयं किस दिशा में प्रवाहित होती है?
(A) ठंडी वस्तु से गर्म वस्तु की ओर, बिना बाहरी कार्य के (B) गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर (C) हमेशा ऊपर की ओर (D) केवल निर्वात में
सही उत्तर: (B)
व्याख्या: स्वाभाविक रूप से ऊष्मा उच्च तापमान से निम्न तापमान की ओर प्रवाहित होती है।
प्रश्न 27. रेफ्रिजरेटर का मुख्य कार्य क्या है?
(A) ठंडे स्थान से ऊष्मा हटाकर गर्म परिवेश में छोड़ना, बाहरी कार्य की सहायता से (B) ऊष्मा बनाना बिना ऊर्जा के (C) ऊर्जा संरक्षण समाप्त करना (D) तापमान को हर जगह समान करना
सही उत्तर: (A)
व्याख्या: रेफ्रिजरेटर बाहरी कार्य लेकर ठंडे क्षेत्र से ऊष्मा निकालता है और उसे अधिक गर्म परिवेश में छोड़ता है।
प्रश्न 28. गैस के प्रसार के दौरान यदि परिवेश के साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं होता, तो प्रक्रिया कहलाती है:
(A) समदाबी (B) समतापी (C) रुद्धोष्म (D) समआयतनिक
सही उत्तर: (C) रुद्धोष्म
व्याख्या: ऊष्मा का आदान-प्रदान शून्य होना रुद्धोष्म प्रक्रिया की परिभाषा है।
प्रश्न 29. किसी आदर्श गैस के अणुओं की औसत स्थानांतरण गतिज ऊर्जा किसके समानुपाती है?
(A) परम तापमान (B) दाब का वर्ग (C) आयतन का वर्ग (D) मोलर द्रव्यमान का वर्ग
सही उत्तर: (A) परम तापमान
व्याख्या: एक अणु की औसत स्थानांतरण गतिज ऊर्जा 3kT/2 होती है, इसलिए यह परम तापमान के समानुपाती है।
प्रश्न 30. पूर्णतः 100% दक्षता वाला चक्रीय ऊष्मा इंजन वास्तविक स्रोतों के बीच संभव क्यों नहीं है?
(A) ऊर्जा संरक्षण गलत है (B) द्वितीय नियम के अनुसार कुछ ऊष्मा ठंडे स्रोत को छोड़नी पड़ती है (C) कार्य कभी नहीं हो सकता (D) तापमान का कोई अर्थ नहीं
सही उत्तर: (B)
व्याख्या: द्वितीय नियम के अनुसार चक्रीय इंजन द्वारा ली गई सारी ऊष्मा को कार्य में बदलना संभव नहीं है; कुछ ऊष्मा निम्न तापमान वाले स्रोत को छोड़नी पड़ती है।
Thermodynamics के महत्वपूर्ण सूत्र
- आदर्श गैस समीकरण: PV = nRT
- प्रथम नियम: Q = ΔU + W (W = सिस्टम द्वारा किया गया कार्य)
- समतापी आदर्श गैस: ΔU = 0
- रुद्धोष्म प्रक्रिया: Q = 0 और प्रतिवर्ती आदर्श गैस के लिए PVγ = स्थिर
- आदर्श गैस: Cp − Cv = R
- कार्नो इंजन दक्षता: η = 1 − Tc/Th (तापमान केल्विन में)
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs)
Thermodynamics में सबसे महत्वपूर्ण टॉपिक कौन-से हैं?
ऊष्मागतिकी के प्रथम और द्वितीय नियम, समतापी व रुद्धोष्म प्रक्रियाएँ, आदर्श गैस समीकरण, विशिष्ट ऊष्मा, ऊष्मा इंजन और कार्नो दक्षता महत्वपूर्ण टॉपिक हैं।
ये Thermodynamics MCQ किन परीक्षाओं के लिए उपयोगी हैं?
ये प्रश्न Class 11 Physics, NEET, CUET तथा बुनियादी भौतिकी वाले प्रतियोगी परीक्षाओं के अभ्यास के लिए उपयोगी हैं। अपनी परीक्षा के आधिकारिक पाठ्यक्रम को भी देखें।
Thermodynamics की तैयारी कैसे करें?
पहले नियमों और संकेत परंपरा को समझें, फिर सूत्रों का अभ्यास करें और प्रत्येक उत्तर की व्याख्या पढ़ें। संख्यात्मक प्रश्नों में तापमान को Kelvin में बदलना न भूलें।
नोट: ये अभ्यास के लिए तैयार किए गए मौलिक प्रश्न हैं; ये किसी आधिकारिक परीक्षा के प्रश्नपत्र से हूबहू लिए गए प्रश्न नहीं हैं।
