भौतिकशास्त्राच्या क्षेत्रात, उष्णतेमुळे निर्माण होणाऱ्या परिवर्तनांचा अभ्यास करण्यासाठी आणि यंत्रणेत काम करण्यासाठी एक शाखा प्रभारी आहे. हे थर्मोडायनामिक्स बद्दल आहे. ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी सर्व संक्रमणाच्या अभ्यासासाठी जबाबदार आहे, जी केवळ एका प्रक्रियेचा परिणाम आहे ज्यात मॅक्रो स्तरावर तापमान आणि उर्जेच्या राज्य परिवर्तनांमध्ये बदल समाविष्ट असतात. अनेक आहेत थर्मोडायनामिक्सची तत्त्वे जे भौतिकशास्त्राच्या अनेक पैलूंसाठी मूलभूत आहेत.
म्हणूनच, आम्ही आपल्याला या लेखात सांगणार आहोत की थर्मोडायनामिक्सची तत्त्वे काय आहेत आणि त्याचे महत्त्व काय आहे.
थर्मोडायनामिक्सची वैशिष्ट्ये
जर आपण शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्सचे विश्लेषण केले तर आपल्याला आढळेल की ते मॅक्रोस्कोपिक सिस्टमच्या संकल्पनेवर आधारित आहे. ही प्रणाली बाह्य वातावरणापासून विभक्त होण्याच्या भौतिक किंवा वैचारिक गुणवत्तेचाच एक भाग आहे. थर्मोडायनामिक प्रणालीचा अधिक चांगला अभ्यास करण्यासाठी, नेहमी असे गृहित धरले जाते की ते एक भौतिक वस्तुमान आहे बाह्य परिसंस्थेशी ऊर्जेच्या देवाणघेवाणीमुळे तो विचलित होत नाही.
समतोल मध्ये मॅक्रोस्कोपिक प्रणालीची स्थिती थर्मोडायनामिक व्हेरिएबल्स नावाच्या परिमाणांद्वारे निर्दिष्ट केली जाते. आम्हाला हे सर्व व्हेरिएबल्स माहित आहेत: तापमान, दाब, परिमाण आणि रासायनिक रचना. हे सर्व व्हेरिएबल्स सिस्टम आणि त्याचे समतोल परिभाषित करतात. अनुप्रयोगांच्या आंतरराष्ट्रीय युतीबद्दल धन्यवाद, रासायनिक थर्मोडायनामिक्सची मुख्य चिन्हे स्थापित केली गेली आहेत. या युनिट्सचा वापर करणे अधिक चांगले कार्य करू शकते आणि थर्मोडायनामिक्सची तत्त्वे स्पष्ट करू शकते.
तथापि, थर्मोडायनामिक्सची एक शाखा आहे जी समतोल अभ्यास करत नाही, त्याऐवजी, ते थर्मोडायनामिक प्रक्रियांचे विश्लेषण करण्यासाठी प्रभारी असतात जे मुख्यत्वे स्थिर मार्गाने समतोल परिस्थिती प्राप्त करण्याची क्षमता नसल्यामुळे वैशिष्ट्यीकृत असतात.
थर्मोडायनामिक्सची तत्त्वे
थर्मोडायनामिक्सची 4 तत्त्वे आहेत, शून्य ते तीन बिंदूंपर्यंत सूचीबद्ध आहेत, हे कायदे आपल्या विश्वातील भौतिकशास्त्राचे सर्व नियम समजून घेण्यास मदत करतात आणि आपल्या जगात काही विशिष्ट घटना पाहणे अशक्य आहे. त्यांना थर्मोडायनामिक्सच्या कायद्यांच्या नावाने देखील ओळखले जाते. या कायद्यांची उत्पत्ती वेगळी आहे. काही मागील सूत्रांमधून तयार केले जातात. थर्मोडायनामिक्सचा शेवटचा ज्ञात कायदा शून्य कायदा आहे. प्रयोगशाळेत केलेल्या सर्व तपासण्या आणि तपासण्यांमध्ये हे कायदे कायम आहेत. आपले विश्व कसे कार्य करते हे समजून घेण्यासाठी ते आवश्यक आहेत. आम्ही एक एक करून थर्मोडायनामिक्सच्या तत्त्वांचे वर्णन करू.
पहिले तत्व
हा कायदा म्हणतो की ऊर्जा निर्माण किंवा नष्ट केली जाऊ शकत नाही, ती फक्त रूपांतरित होऊ शकते. याला ऊर्जेच्या संरक्षणाचा कायदा असेही म्हणतात. प्रत्यक्षात, याचा अर्थ असा की कोणत्याही भौतिक प्रणालीमध्ये त्याच्या पर्यावरणापासून विलग, त्याची सर्व ऊर्जा नेहमी सारखीच असेल. जरी ऊर्जेचे इतर प्रकारच्या ऊर्जेमध्ये एका स्वरूपात किंवा दुसर्या स्वरूपात रूपांतर केले जाऊ शकते, परंतु या सर्व शक्तींची बेरीज नेहमी सारखीच असते.
ते अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी आम्ही एक उदाहरण देऊ. या तत्त्वाचे पालन करून, जर आपण उष्णतेच्या स्वरूपात भौतिक प्रणालीला विशिष्ट प्रमाणात उर्जा दिली, तर आंतरिक ऊर्जेमध्ये झालेली वाढ आणि यंत्रणा आणि त्याच्या सभोवतालचे कार्य यांच्यातील फरक शोधून आपण एकूण उर्जेची गणना करू शकतो. म्हणजेच, त्या क्षणी यंत्रणेकडे असलेली उर्जा आणि त्याने केलेले कार्य यातील फरक म्हणजे सोडलेली औष्णिक ऊर्जा.
दुसरे तत्व
जर पुरेसा वेळ असेल तर सर्व सिस्टीम शेवटी त्यांचा तोल गमावतील. या तत्त्वाला एन्ट्रॉपीचा कायदा असेही म्हणतात. त्याचा सारांश खालीलप्रमाणे देता येईल. कालांतराने विश्वात एन्ट्रॉपीचे प्रमाण वाढेल. यंत्रणेची एन्ट्रॉपी ही डिसऑर्डरची डिग्री मोजण्यासाठी एक निर्देशांक आहे. दुसऱ्या शब्दात, थर्मोडायनामिक्सचे दुसरे तत्त्व आपल्याला सांगते की एकदा प्रणाली समतोल बिंदूवर पोहोचली, हे सिस्टममधील विकारांचे प्रमाण वाढवेल. याचा अर्थ असा होऊ शकतो की जर आपण एखाद्या व्यवस्थेला पुरेसा वेळ दिला तर ती अखेरीस असंतुलित होईल.
हा कायदा आहे जो काही भौतिक घटनांची अपरिवर्तनीयता स्पष्ट करण्यासाठी जबाबदार आहे. उदाहरणार्थ, कागद का आहे हे स्पष्ट करण्यात आम्हाला मदत होते कागद जळाला आहे तो त्याच्या मूळ आकारात परत येऊ शकत नाही. कागद आणि अग्नि म्हणून ओळखल्या जाणा this्या या प्रणालीमध्ये विकृती इतक्या प्रमाणात वाढली आहे की त्याच्या उत्पत्तीकडे परत येणे शक्य नाही. हा कायदा एन्ट्रॉपी स्टेट फंक्शनचा परिचय देतो, जो भौतिक प्रणालींच्या बाबतीत डिसऑर्डर आणि त्याच्या अपरिहार्य उर्जाचे प्रतिनिधित्व करण्यास जबाबदार आहे.
थर्मोडायनामिक्सचे दुसरे तत्त्व समजून घेण्यासाठी आम्ही एक उदाहरण देणार आहोत. जर आपण ठराविक प्रमाणात पदार्थ जाळला आणि परिणामी चक्रासह बॉल एकत्र केला तर आपण पाहू शकतो की सुरुवातीच्या अवस्थेपेक्षा कमी पदार्थ आहे. याचे कारण असे आहे की पदार्थ वायूंमध्ये बदलला आहे ते पुनर्प्राप्त होऊ शकत नाहीत आणि त्यांना विखुरणे आणि गोंधळ घालणे आवश्यक आहे. अशाप्रकारे आपण पाहतो की एक राज्यात किमान दोन एन्ट्रॉपी होती.
तिसरे तत्व
जेव्हा पूर्ण शून्य गाठले जाते, भौतिक प्रणाली प्रक्रिया थांबते. पूर्ण शून्य हे आपण पोहोचू शकणारे सर्वात कमी तापमान आहे. या प्रकरणात, आम्ही तापमान केल्विनमध्ये मोजतो. अशाप्रकारे, असे म्हणता येईल की तापमान आणि थंडपणामुळे प्रणालीची एन्ट्रॉपी शून्य होते. या प्रकरणांमध्ये, हे निश्चित स्थिरतेसारखे आहे. जेव्हा ते पूर्ण शून्यावर पोहोचते, भौतिक प्रणाली प्रक्रिया थांबते. म्हणून, एन्ट्रॉपीचे किमान परंतु स्थिर मूल्य असेल.
निरपेक्ष शून्यावर पोहोचणे किंवा नाही हे सोपे काम आहे. केल्विन पदवीचे परिपूर्ण शून्य मूल्य शून्य आहे, परंतु जर आपण ते वापरतो सेल्सिअस तापमान स्केल मापन, -273,15 अंश आहे.
शून्य कायदा
हा कायदा आहे नंतरचे गृहित धरले आणि म्हणाले की जर A = C आणि B = C असेल तर A = B. हे थर्मोडायनामिक्सच्या इतर तीन कायद्यांचे मूलभूत आणि मूलभूत नियम स्थापित करते. हे असे नाव आहे जे थर्मल समतोलाचा नियम मानते. दुसर्या शब्दात, जर प्रणाली आणि इतर प्रणाली स्वतंत्रपणे थर्मल समतोल मध्ये असतील, तर ते थर्मल समतोल मध्ये असणे आवश्यक आहे. हा कायदा तापमान तत्त्वांची स्थापना करण्यास परवानगी देतो. थर्मल समतोल स्थितीत दोन भिन्न वस्तूंच्या औष्णिक ऊर्जेची तुलना करण्यासाठी हे तत्त्व वापरले जाते. जर या दोन वस्तू थर्मल समतोलमध्ये असतील तर त्या अनावश्यकपणे त्याच तापमानात असतील. दुसरीकडे, जर ते दोघे थर्ड सिस्टमचे थर्मल बॅलन्स बदलले तर ते एकमेकांवर देखील परिणाम करतील.
मला आशा आहे की या माहितीसह आपण त्याच्या वैशिष्ट्यांच्या थर्मोडायनामिक्सच्या तत्त्वांबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकाल.