Statistical Physics And Thermodynamics

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RM-223

B.Sc.-B.Ed. (Secondary) (New) (ITEP)

Examination, 2025

(Fourth Semester)

PHYSICS

DC-VIII (Major)

Statistical Physics and Thermodynamics

Time : 3 Hours [Maximum Marks : 60]

नोट : सभी प्रश्न अनिवार्य हैं । सभी प्रश्नों के अंक समान हैं ।

All questions are compulsory. All questions carry equal marks.

एक आदर्श गैस द्वारा समतापी और रुद्धोष्म प्रक्रमों के दौरान किए गए कार्य के लिए एक व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए ।

Derive an expression for work done during isothermal and adiabatic processes by an ideal gas.

अथवा (Or)

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणियाँ लिखिए :

Write short notes on the following :

(i) ऊष्मागतिकी और तापमान के शून्यवें नियम

(i) Zeroth law of thermodynamics and temperature

(ii) कार्नो चक्र और प्रमेय

(ii) Carnot cycle and theorem

(iii) ऊष्मागतिकी का तृतीय नियम

(iii) Third law of thermodynamics.

गिब्स मुक्त ऊर्जा, हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा, आंतरिक ऊर्जा और एन्थैल्पी का उपयोग करके ऊष्मागतिकी में चार मैक्सवेल संबंध व्युत्पन्न कीजिए । इन संबंधों के महत्व की व्याख्या कीजिए और ऊष्मागतिकी तंत्र में उनके अनुप्रयोगों के उदाहरण दीजिए ।

Derive the four Maxwell's relations in thermodynamics using Gibb's free energy, Helmholtz free energy, internal energy and enthalpy. Explain the significance of these relations and provide examples of their applications in thermodynamic system.

अथवा (Or)

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणियाँ लिखिए :

Write short notes on the following :

(i) जूल-थॉमसन प्रभाव

(i) Joule-Thompson Effect

(ii) क्लासियस-क्लैपेरॉन समीकरण

(ii) Clausius Clapeyron Equation

(iii) Cp – Cv के लिए व्यंजक ।

(iii) Expression for Cp – Cv.

द्विपरमाणुक और त्रिपरमाणुक गैस के विस्तार के साथ एकपरमाणुक गैस की विशिष्ट ऊष्मा के लिए एक व्यंजक ज्ञात कीजिए ।

Find an expression for specific heat of a monatomic gas with the extension to di and tri atomic gases.

अथवा (Or)

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणियाँ लिखिए :

Write short notes on the following :

(i) आदर्श और वास्तविक गैस में अंतर

(i) Difference between ideal and real gas

(ii) ब्राउनियन गति

(ii) Brownian motion

(iii) J-T शीतलन !

(iii) J-T cooling.

समान पूर्वानुमानीय प्रायिकताओं का सिद्धांत बताइए ।

State the principle of equal a priori probabilities.

(ii) बोल्ट्ज़मान निहित वितरण नियम बताइए और इस प्रकार सांख्यिकीय यांत्रिकी में इसका अनुप्रयोग ज्ञात कीजिए ।

(ii) State Boltzmann Canonical distribution law and hence find its application in statistical mechanics.

अथवा (Or)

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणियाँ लिखिए :

Write short notes on the following :

(i) समविभाजन ऊर्जा का नियम

(i) Law of equipartition energy

(ii) प्रायिकता और ऊष्मागतिकीय प्रायिकता

(ii) Probability and thermodynamical probability

(iii) प्रायिकता और एन्ट्रॉपी ।

(iii) Probability and entropy.

मैक्सवेल वेग वितरण के लिए एक व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए ! वह मान्यता बताइए जिस पर मैक्सवेल वेग वितरण व्युत्पन्न किया गया था ।

Derive an expression for Maxwell velocity distribution. State the assumption on which Maxwell velocity distribution was derived.

अथवा (Or)

निम्नलिखित पर संक्षिप्त टिप्पणियाँ लिखिए :

Write short notes on the following :

(i) बोस-आइंस्टीन सांख्यिकी

(i) Bose-Einstein Statistics

(ii) फर्मी-डिराक सांख्यिकी

(ii) Fermi-Dirac Statistics

(iii) माध्य और सर्वाधिक संभावित वेग मान के बीच अंतर बताइए ।

(iii) Distinguish between mean and most probable speed value.