થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો

ભૌતિકશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં, ગરમી દ્વારા ઉત્પન્ન થતા પરિવર્તનો અને સિસ્ટમમાં કામ કરવા માટે એક શાખા પ્રભારી છે. તે થર્મોડાયનેમિક્સ વિશે છે. તે ભૌતિકશાસ્ત્રની એક શાખા છે જે તમામ સંક્રમણોના અભ્યાસ માટે જવાબદાર છે, જે માત્ર એક પ્રક્રિયાનું પરિણામ છે જેમાં મેક્રો સ્તરે તાપમાન અને energyર્જાના રાજ્ય ચલોમાં ફેરફાર શામેલ છે. ત્યાં ઘણા છે થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો જે ભૌતિકશાસ્ત્રના ઘણા પાસાઓ માટે મૂળભૂત છે.

તેથી, અમે તમને આ લેખમાં જણાવવા જઈ રહ્યા છીએ કે થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો શું છે અને તેનું મહત્વ શું છે.

થર્મોડાયનેમિક્સની લાક્ષણિકતાઓ

જો આપણે શાસ્ત્રીય થર્મોડાયનેમિક્સનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ, તો આપણે શોધીશું કે તે મેક્રોસ્કોપિક સિસ્ટમ્સના ખ્યાલ પર આધારિત છે. આ સિસ્ટમ બાહ્ય વાતાવરણથી અલગ થવાની ભૌતિક અથવા વૈચારિક ગુણવત્તાનો જ એક ભાગ છે. થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમનો વધુ સારી રીતે અભ્યાસ કરવા માટે, હંમેશા એવું માનવામાં આવે છે કે તે ભૌતિક સમૂહ છે તે બાહ્ય ઇકોસિસ્ટમ સાથે energyર્જાના વિનિમયથી વ્યગ્ર નથી.

સમતુલામાં મેક્રોસ્કોપિક સિસ્ટમની સ્થિતિને થર્મોડાયનેમિક વેરિયેબલ તરીકે ઓળખાતા જથ્થા દ્વારા સ્પષ્ટ કરવામાં આવે છે. આપણે આ બધા ચલો જાણીએ છીએ: તાપમાન, દબાણ, વોલ્યુમ અને રાસાયણિક રચના. આ બધા ચલો સિસ્ટમ અને તેના સંતુલનને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. કાર્યક્રમોના આંતરરાષ્ટ્રીય જોડાણ માટે આભાર, રાસાયણિક થર્મોડાયનેમિક્સના મુખ્ય પ્રતીકોની સ્થાપના કરવામાં આવી છે. આ એકમોનો ઉપયોગ વધુ સારી રીતે કામ કરી શકે છે અને થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો સમજાવી શકે છે.

જો કે, થર્મોડાયનેમિક્સની એક શાખા છે જે સંતુલનનો અભ્યાસ કરતી નથી, તેના બદલે, તેઓ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ કરવાનો હવાલો ધરાવે છે જે મુખ્યત્વે સ્થિર રીતે સંતુલન સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા ન હોવાને કારણે લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો

થર્મોડાયનેમિક્સના 4 સિદ્ધાંતો છે, જે શૂન્યથી ત્રણ પોઇન્ટ સુધી સૂચિબદ્ધ છે, આ કાયદાઓ આપણા બ્રહ્માંડમાં ભૌતિકશાસ્ત્રના તમામ નિયમોને સમજવામાં મદદ કરે છે અને આપણા વિશ્વમાં અમુક અસાધારણ ઘટનાઓ જોવી અશક્ય છે. તેઓ થર્મોડાયનેમિક્સના કાયદાઓના નામથી પણ ઓળખાય છે. આ કાયદાઓ અલગ અલગ મૂળ ધરાવે છે. કેટલાક અગાઉના સૂત્રોમાંથી ઘડવામાં આવ્યા છે. થર્મોડાયનેમિક્સનો છેલ્લો જાણીતો કાયદો શૂન્ય કાયદો છે. પ્રયોગશાળામાં હાથ ધરવામાં આવેલી તમામ તપાસ અને તપાસમાં આ કાયદા કાયમી છે. આપણું બ્રહ્માંડ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવા માટે તેઓ આવશ્યક છે. અમે એક પછી એક થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતોનું વર્ણન કરીશું.

પ્રથમ સિદ્ધાંત

આ કાયદો કહે છે કે energyર્જા બનાવી શકાતી નથી અથવા નાશ કરી શકાતી નથી, તેને માત્ર રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. આને ofર્જાના સંરક્ષણના કાયદા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ખરેખર, આનો અર્થ એ છે કે તેના પર્યાવરણથી અલગ કોઈપણ ભૌતિક પ્રણાલીમાં, તેની તમામ alwaysર્જા હંમેશા સમાન રહેશે. જોકે energyર્જાને અન્ય પ્રકારની energyર્જામાં એક અથવા બીજા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, આ બધી giesર્જાઓનો સરવાળો હંમેશા સમાન હોય છે.

અમે તેને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે એક ઉદાહરણ આપીશું. આ સિદ્ધાંતને અનુસરીને, જો આપણે ગરમીના સ્વરૂપમાં ભૌતિક પ્રણાલીમાં energyર્જાનો ચોક્કસ જથ્થો ફાળો આપીએ, તો આપણે આંતરિક energyર્જામાં વધારો અને સિસ્ટમ અને તેની આસપાસના કાર્યો વચ્ચેનો તફાવત શોધીને કુલ energyર્જાની ગણતરી કરી શકીએ છીએ. એટલે કે, તે ક્ષણે સિસ્ટમ પાસે રહેલી energyર્જા અને તેણે કરેલું કામ વચ્ચેનો તફાવત પ્રકાશિત થર્મલ ઉર્જા હશે.

બીજો સિદ્ધાંત

જો ત્યાં પૂરતો સમય હોય, તો બધી સિસ્ટમો આખરે તેમનું સંતુલન ગુમાવશે. આ સિદ્ધાંતને એન્ટ્રોપીનો કાયદો પણ કહેવામાં આવે છે. તે નીચે મુજબ સારાંશ આપી શકાય છે. સમય સાથે બ્રહ્માંડમાં એન્ટ્રોપીનું પ્રમાણ વધશે. સિસ્ટમની એન્ટ્રોપી અવ્યવસ્થાની ડિગ્રીને માપવા માટે એક અનુક્રમણિકા છે. બીજા શબ્દો માં, થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો સિદ્ધાંત આપણને કહે છે કે એકવાર સિસ્ટમ સંતુલનના બિંદુ સુધી પહોંચી જાય, તે સિસ્ટમમાં અવ્યવસ્થાની ડિગ્રીમાં વધારો કરશે. આનો અર્થ એ થઈ શકે કે જો આપણે કોઈ સિસ્ટમને પૂરતો સમય આપીએ તો તે છેવટે અસંતુલિત થઈ જશે.

આ કાયદો છે જે કેટલીક ભૌતિક ઘટનાઓની અપરિવર્તનીયતાને સમજાવવા માટે જવાબદાર છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે અમને સમજાવવામાં મદદ કરે છે કે પેપર શા માટે છે કાગળ સળગાવી દેવામાં આવ્યો છે તે તેના મૂળ આકારમાં પાછો આવી શકતો નથી. કાગળ અને અગ્નિ તરીકે ઓળખાતી આ સિસ્ટમમાં, ડિસઓર્ડર એટલી હદે વધી ગઈ છે કે તેના મૂળમાં પાછા આવવાનું શક્ય નથી. આ કાયદો એન્ટ્રોપી રાજ્ય કાર્ય રજૂ કરે છે, જે ભૌતિક પ્રણાલીઓના કિસ્સામાં ડિસઓર્ડરની ડિગ્રી અને તેના energyર્જાના અનિવાર્ય નુકસાનને રજૂ કરવા માટે જવાબદાર છે.

થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા સિદ્ધાંતને સમજવા માટે આપણે એક ઉદાહરણ આપવા જઈ રહ્યા છીએ. જો આપણે ચોક્કસ માત્રામાં પદાર્થને બાળી નાખીએ અને પરિણામી રાખ સાથે બોલને એકસાથે મુકીએ, તો આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે પ્રારંભિક સ્થિતિ કરતાં ઓછી બાબત છે. આનું કારણ એ છે કે પદાર્થ વાયુઓમાં ફેરવાઈ ગયો છે તેઓ પુન recoveredપ્રાપ્ત કરી શકાતા નથી અને તેમને છૂટાછવાયા અને ક્લટર કરવા પડે છે. આ રીતે આપણે જોઈએ છીએ કે એક રાજ્યમાં ઓછામાં ઓછા એન્ટ્રોપી રાજ્ય બે કરતા હતી.

ત્રીજો સિદ્ધાંત

જ્યારે સંપૂર્ણ શૂન્ય પહોંચી જાય છે, ભૌતિક સિસ્ટમ પ્રક્રિયા અટકી જાય છે. સંપૂર્ણ શૂન્ય એ આપણે પહોંચી શકીએ તે સૌથી નીચું તાપમાન છે. આ કિસ્સામાં, અમે તાપમાનને કેલ્વિનમાં માપીએ છીએ. આ રીતે, એવું કહી શકાય કે તાપમાન અને ઠંડક સિસ્ટમની એન્ટ્રોપીને શૂન્ય બનાવે છે. આ કિસ્સાઓમાં, તે એક ચોક્કસ સતત જેવું છે. જ્યારે તે સંપૂર્ણ શૂન્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ભૌતિક સિસ્ટમ પ્રક્રિયા અટકી જાય છે. તેથી, એન્ટ્રોપીનું ન્યૂનતમ પરંતુ સતત મૂલ્ય હશે.

સંપૂર્ણ શૂન્ય સુધી પહોંચવું કે નહીં તે એક સરળ કાર્ય છે. કેલ્વિન ડિગ્રીનું સંપૂર્ણ શૂન્ય મૂલ્ય શૂન્ય છે, પરંતુ જો આપણે તેનો ઉપયોગ કરીએ સેલ્સિયસ તાપમાન સ્કેલ માપ, -273,15 ડિગ્રી છે.

શૂન્ય કાયદો

આ કાયદો છે બાદમાં ધારી અને કહે છે કે જો A = C અને B = C, તો A = B. આ થર્મોડાયનેમિક્સના અન્ય ત્રણ કાયદાઓના મૂળભૂત અને મૂળભૂત નિયમો સ્થાપિત કરે છે. તે એક એવું નામ છે જે થર્મલ સંતુલનના કાયદાને ધારે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જો સિસ્ટમ અને અન્ય સિસ્ટમો સ્વતંત્ર રીતે થર્મલ સંતુલનમાં હોય, તો તે થર્મલ સંતુલનમાં હોવા જોઈએ. આ કાયદો તાપમાનના સિદ્ધાંતોની સ્થાપનાની મંજૂરી આપે છે. આ સિદ્ધાંત થર્મલ સંતુલનની સ્થિતિમાં બે અલગ અલગ પદાર્થોની થર્મલ ઉર્જાની તુલના કરવા માટે વપરાય છે. જો આ બે પદાર્થો થર્મલ સંતુલનમાં હોય, તો તે સમાન તાપમાને બિનજરૂરી હશે. બીજી બાજુ, જો તેઓ બંને ત્રીજી સિસ્ટમના થર્મલ બેલેન્સને બદલશે, તો તેઓ એકબીજાને પણ અસર કરશે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતી સાથે તમે તેની લાક્ષણિકતાઓના થર્મોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો વિશે વધુ શીખી શકશો.