The internal energy of an ideal gas is a function of which of the following ?
एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा (internal energy) निम्नलिखित में से किसका फलन है?
EXPLANATION
Refrigeration & Cold Storage
State functions and thermodynamic properties of ideal gases:
- Pressure alone does not dictate internal energy; at constant temperature, isothermal pressure changes cause zero change in ideal gas internal energy.
- Volume alone does not dictate internal energy; free expansion into vacuum produces no change in temperature or internal energy.
- According to Joule's law of ideal gases, the internal energy $U$ of an ideal gas depends solely and exclusively on its absolute temperature: $U = f(T)$, with $dU = m c_v dT$. Since intermolecular attractive forces are negligible in ideal gas models, changing volume or pressure without changing temperature does not alter molecular kinetic energy.
- For real gases, $U$ depends on $T$ and $v$, but for an ideal gas it is strictly a function of absolute temperature alone.
Therefore, option 3 (Absolute Temperature) is the correct answer.
आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा और जूल का नियम:
- आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा अकेले दबाव का फलन नहीं होती।
- आयतन बदलने पर यदि तापमान स्थिर रहे तो आंतरिक ऊर्जा नहीं बदलती।
- जूल के नियमानुसार आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा ($U$) केवल और केवल उसके परम तापमान (Absolute Temperature) का फलन होती है: $U = f(T)$ तथा $dU = m c_v dT$। आदर्श गैस में अंतर-आणविक आकर्षण बल नगण्य होने के कारण दाब या आयतन में परिवर्तन से आंतरिक ऊर्जा प्रभावित नहीं होती।
- वास्तविक गैसों में आंतरिक ऊर्जा आयतन पर भी निर्भर करती है, परंतु आदर्श गैस के लिए यह केवल परम तापमान पर निर्भर करती है।
अतः विकल्प 3 सही उत्तर है।
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