થર્મોડાયનેમિક્સ

ભૌતિકશાસ્ત્રની દુનિયામાં એક શાખા છે જે સિસ્ટમ દ્વારા ગરમી અને કાર્ય દ્વારા ઉત્પાદિત પરિવર્તનનો અભ્યાસ કરવા માટે જવાબદાર છે. તે વિશે છે થર્મોોડાયનેમિક્સ. તે ભૌતિકશાસ્ત્રની એક શાખા છે જે તે તમામ પરિવર્તનનો અભ્યાસ કરવા માટે જવાબદાર છે જે ફક્ત પ્રક્રિયાઓથી પરિણમે છે જે મેક્રોસ્કોપિક સ્તરે તાપમાન અને bothર્જા બંને રાજ્યના ચલોમાં પરિવર્તન શામેલ છે.

આ લેખમાં અમે તમને થર્મોોડાયનેમિક્સ અને થર્મોોડાયનેમિક્સના સિદ્ધાંતો વિશે જે જાણવાની જરૂર છે તે બધું જણાવીશું.

મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

જો આપણે ક્લાસિકલ થર્મોોડાયનેમિક્સનું વિશ્લેષણ કરીએ છીએ તો આપણે જોઈએ છીએ કે તે મેક્રોસ્કોપિક સિસ્ટમની વિભાવના પર આધારિત છે. આ સિસ્ટમ શારીરિક અથવા કાલ્પનિક સમૂહના ભાગ કરતાં વધુ કંઈ નથી જે બાહ્ય વાતાવરણથી અલગ છે. થર્મોોડાયનેમિક સિસ્ટમોના વધુ સારા અભ્યાસ માટે, હંમેશાં એવું માનવામાં આવે છે કે તે એક ભૌતિક સમૂહ છે જે બાહ્ય ઇકોસિસ્ટમ સાથે energyર્જાના વિનિમય દ્વારા ખલેલ પહોંચાડતું નથી.

મેક્રોસ્કોપિક સિસ્ટમની સ્થિતિ શું છે સંતુલનની સ્થિતિમાં તે થર્મોોડાયનેમિક ચલો તરીકે ઓળખાતી માત્રા દ્વારા સ્પષ્ટ થયેલ છે. આપણે આ બધા ચલો જાણીએ છીએ અને તે તાપમાન, દબાણ, વોલ્યુમ અને રાસાયણિક રચના છે. આ બધા ચલો સિસ્ટમો અને તેના સંતુલનને વ્યાખ્યાયિત કરે છે. રાસાયણિક થર્મોોડાયનેમિક્સમાં આવેલા મુખ્ય સૂચનો લાગુ આંતરરાષ્ટ્રીય સંઘને આભારી સ્થાપિત કરવામાં આવ્યા છે. આ એકમો સાથે થર્મોોડાયનેમિક્સના કાયદાને વધુ સારી રીતે કાર્ય કરી અને સમજાવી શકાય છે.

જો કે, ત્યાં થર્મોોડાયનેમિક્સની એક શાખા છે જે સંતુલનનો અભ્યાસ કરતી નથી, પરંતુ થર્મોોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓનું વિશ્લેષણ કરવા માટે જવાબદાર છે જે મુખ્યત્વે લાક્ષણિકતા છે. સ્થિર રીતે સંતુલનની સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા ધરાવતા નથી.

કાયદા

આ સિદ્ધાંતો XNUMX મી સદી દરમિયાન નિંદા કરવામાં આવી હતી ઇસા જેઓ તેઓ તમામ પરિવર્તન અને તેમની પ્રગતિને નિયંત્રિત કરવાના હવાલોમાં છે. સાચી વિભાવના રાખવા માટે વાસ્તવિક મર્યાદાઓ શું છે તેનું વિશ્લેષણ પણ કરે છે. તે અક્ષરજ્ thatાન છે જે સાબિત થઈ શકતા નથી પરંતુ અનુભવ પર આધારિત પ્રગતિશીલ નથી. થર્મોોડાયનેમિક્સનો દરેક સિદ્ધાંત આ સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે. અમે 3 મૂળભૂત સિદ્ધાંતો વત્તા સિદ્ધાંતને અલગ પાડી શકીએ છીએ પરંતુ તે તે છે જે તાપમાનને નિર્ધારિત કરે છે અને તે અન્ય 3 સિદ્ધાંતોમાં ગર્ભિત છે.

શૂન્ય કાયદો

અમે આ શૂન્ય કાયદો શું છે તેનું વર્ણન કરવા જઈ રહ્યા છીએ, જે બાકીના સિદ્ધાંતોમાં ગર્ભિત તાપમાનનું વર્ણન કરવા માટે સૌ પ્રથમ છે. જ્યારે બે સિસ્ટમ્સ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને થર્મલ સંતુલનમાં હોય ત્યારે તેઓ કેટલીક મિલકતોને વહેંચે છે. આ ગુણધર્મો કે જે તેઓ એકબીજા સાથે શેર કરે છે તે માપી શકાય છે અને સંખ્યાત્મક મૂલ્ય આપી શકાય છે. પરિણામે, જો બંને સિસ્ટમો ત્રીજા સાથે સંતુલનમાં હોય, તો તેઓ એકબીજા સાથે સંતુલન કરશે અને જે સંપત્તિ વહેંચાયેલી છે તે તાપમાન છે.

તેથી, આ સિદ્ધાંત પરંતુ ફક્ત જણાવે છે કે જો એક બોડી એ બોડી બી સાથે સંતુલનમાં હતું અને આ બોડી બી શરીર સી સાથે થર્મલ સંતુલનમાં રહેશે, પછી શરીર એ અને સી પણ સંતુલનમાં રહેશે થર્મલ આ સિદ્ધાંત એ હકીકતને સમજાવે છે કે જુદા જુદા તાપમાને બે સંસ્થાઓ એકબીજા સાથે ગરમીનું વિનિમય કરી શકે છે. વહેલા અથવા પછીના બંને શરીર સમાન તાપમાનમાં પહોંચે છે, તેથી તે સંપૂર્ણ સંતુલન છે.

થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ કાયદો

જ્યારે શરીર ઠંડા હોય તેવા શરીર સાથે સંપર્કમાં રાખવામાં આવે છે, ત્યારે પરિવર્તન થાય છે જે સંતુલનની સ્થિતિ તરફ દોરી જાય છે. સંતુલનની આ સ્થિતિ એ હકીકત પર આધારિત છે કે ઠંડા શરીર માટે forર્જા સ્થાનાંતરણ sinceર્જા સ્થાનાંતરિત થતાં બંને શરીરનું તાપમાન સમાન છે. આ ઘટનાને સમજાવવા માટે, વૈજ્ .ાનિકોએ ધાર્યું હતું કે એક ગરમ પદાર્થ જે વધુ માત્રામાં હોય છે, ઠંડા શરીરને પસાર કરે છે. તે પ્રવાહી વિશે માનવામાં આવતું હતું જે ગરમીનું વિનિમય કરવામાં સમર્થ થવા માટે સમૂહમાંથી આગળ વધી શકે છે.

આ સિદ્ધાંત ગરમીને energyર્જાના સ્વરૂપ તરીકે ઓળખવા માટે જવાબદાર છે. તે કોઈ ભૌતિક પદાર્થ નથી. આ રીતે, તે બતાવી શકાય છે કે ગરમી, જે કેલરી અને વર્કમાં માપવામાં આવે છે, જે જુલસમાં માપવામાં આવે છે, તે સમાન છે. તેથી, આપણે આજે જાણીએ છીએ કે 1 કેલરી લગભગ 4,186 જૌલ્સ છે.

એવું કહી શકાય કે થર્મોોડાયનેમિક્સનું પ્રથમ સિદ્ધાંત એ ofર્જાના બચાવનું એક સિદ્ધાંત છે. હીટ એન્જિનમાં energyર્જાની માત્રા કાર્યમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને કોઈપણ મશીન દ્વારા જોઇ શકાય છે જે workર્જાનો વપરાશ કર્યા વિના આવા કાર્યનું નિર્માણ કરી શકે છે. આપણે આ પ્રથમ સિદ્ધાંતને આ રીતે સ્થાપિત કરી શકીએ છીએ: બંધ થર્મોોડાયનેમિક સિસ્ટમની આંતરિક energyર્જાની ભિન્નતા એ સિસ્ટમને પૂરા પાડવામાં આવતી ગરમી અને પર્યાવરણમાં સિસ્ટમ દ્વારા કરેલ કામ વચ્ચેના તફાવતની સમાન છે.

થર્મોોડાયનેમિક્સનો બીજો કાયદો

આ શરૂઆતમાં જણાવે છે કે ચક્રીય મશીન બનાવવાનું અશક્ય છે જે ફક્ત ઠંડા શરીરમાંથી ગરમ શરીરમાં ગરમીનું સ્થાનાંતરણ કરે છે. આપણે કહી શકીએ કે તે અશક્ય છે કે પરિવર્તન થઈ શકે જેનું પરિણામ ફક્ત આવશે આપણે એક જ સ્રોતમાંથી મેળવેલી ગરમીને યાંત્રિક કાર્યમાં રૂપાંતરિત કરવાનું છે.

આ સિદ્ધાંત બીજી પ્રજાતિની જાણીતી કાયમી ગતિ અસ્તિત્વમાં છે તેવી સંભાવનાને નકારવા માટેનો હવાલો છે. અમે જાણીએ છીએ કે એન્ટ્રોપી જ્યારે ઉલટાવી શકાય તે પરિવર્તન થાય ત્યારે સિસ્ટમનું એક યથાવત્ યથાવત્ રહે છે. આપણે એ પણ જાણીએ છીએ કે જ્યારે બદલી ન શકાય તેવા પરિવર્તન થાય ત્યારે તે વધે છે.

થર્મોોડાયનેમિક્સનો ત્રીજો કાયદો

આ છેલ્લો સિદ્ધાંત બીજા સાથે ગા closely સંબંધ ધરાવે છે અને તેના પરિણામ તરીકે માનવામાં આવે છે. આ સિદ્ધાંત ખાતરી આપે છે કે મર્યાદિત સંખ્યામાં પરિવર્તન સાથે રંગમાં નિરપેક્ષ અસ્તિત્વ પ્રાપ્ત કરી શકાતું નથી. આપણે જાણીએ છીએ કે ત્યાં નિરપેક્ષ શૂન્ય છે તે પહોંચી શકાય તેવા લઘુત્તમ તાપમાન કરતાં વધુ નથી. એકમોમાં આપણે જાણીએ છીએ કેલ્વિન 0 છે, પરંતુ ડિગ્રી સેલ્સિયસમાં તેનું મૂલ્ય -273.15 ડિગ્રી છે.

તે એમ પણ જણાવે છે કે 0 કેલ્વિન તાપમાન સાથે સંપૂર્ણ રીતે સ્ફટિકીય હોય તેવા નક્કર માટેની એન્ટ્રોપી 0 ની બરાબર છે. આનો અર્થ એ કે ત્યાં કોઈ એન્ટ્રોપી નહીં હોય, તેથી સિસ્ટમ સંપૂર્ણ સ્થિર હશે. મુક્તિની energyર્જા, અનુવાદ અને કણોનું પરિભ્રમણ જે તેને કંપોઝ કરે છે તે 0 કેલ્વિન તાપમાન પર કંઈપણ હશે નહીં.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતી સાથે તમે થર્મોોડાયનેમિક્સ અને મૂળ સિદ્ધાંતો વિશે વધુ શીખી શકો છો.