थर्मोडायनामिक्स

भौतिकशास्त्राच्या जगात अशी एक शाखा आहे जी उष्णतेमुळे आणि सिस्टममध्ये काम करून झालेल्या बदलांचा अभ्यास करण्यास जबाबदार आहे. हे बद्दल आहे थर्मोडायनामिक्स ही भौतिकशास्त्राची एक शाखा आहे जी केवळ सर्व प्रक्रिया बदलांचा अभ्यास करण्यासाठी प्रभारी आहे जी केवळ मॅक्रोस्कोपिक स्तरावर तापमान आणि उर्जा अशा दोन्ही प्रकारच्या राज्य परिवर्तनात बदल समाविष्ट असलेल्या प्रक्रियेचा परिणाम आहे.

या लेखात आम्ही आपल्याला थर्मोडायनामिक्स आणि थर्मोडायनामिक्सच्या तत्त्वांविषयी आवश्यक असलेले सर्व काही सांगणार आहोत.

मुख्य वैशिष्ट्ये

जर आपण शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्सचे विश्लेषण केले तर आपल्याला दिसते की ते मॅक्रोस्कोपिक सिस्टमच्या संकल्पनेवर आधारित आहे. ही प्रणाली बाह्य वातावरणापासून विभक्त असलेल्या शारीरिक किंवा वैचारिक वस्तुमानाच्या भागापेक्षा अधिक काही नाही. थर्मोडायनामिक सिस्टम्सचा अधिक चांगला अभ्यास करण्यासाठी, असे नेहमीच गृहित धरले जाते की हा एक भौतिक वस्तुमान आहे जो बाह्य पर्यावरणातील ऊर्जाच्या देवाणघेवाणीने त्रास देत नाही.

काय आहे मॅक्रोस्कोपिक सिस्टमची स्थिती समतोल परिस्थितीत ते थर्मोडायनामिक व्हेरिएबल्स नावाच्या प्रमाणात निर्दिष्ट केले जाते. आम्हाला हे सर्व बदल माहित आहेत आणि ते तापमान, दबाव, खंड आणि रासायनिक रचना आहेत. हे सर्व व्हेरिएबल्स म्हणजे सिस्टम आणि त्यांचे समतोल परिभाषित करतात. रासायनिक थर्मोडायनामिक्समध्ये असलेले मुख्य संकेत लागू केलेल्या आंतरराष्ट्रीय संघटनेचे आभार मानले गेले आहेत. या युनिट्सद्वारे थर्मोडायनामिक्सच्या कायद्याचे कार्य करणे आणि त्यास स्पष्ट करणे शक्य आहे.

तथापि, थर्मोडायनामिक्सची एक शाखा आहे जी समतोलपणाचा अभ्यास करत नाही, परंतु थर्मोडायनामिक प्रक्रियेचे विश्लेषण करण्यासाठी जबाबदार आहे ज्यात प्रामुख्याने वैशिष्ट्यीकृत आहे. स्थिर मार्गाने समतोल स्थिती प्राप्त करण्याची क्षमता नसते.

कायदा

तत्त्वांचा XNUMX व्या शतकातील ईसा दरम्यान निषेध करण्यात आला सर्व परिवर्तन आणि त्यांची प्रगती नियमित करण्याचे ते प्रभारी आहेत. खरी संकल्पना बाळगण्यासाठी वास्तविक मर्यादा काय आहेत हे त्यांचे विश्लेषण देखील करतात. ते अज्ञेय आहेत जे सिद्ध होऊ शकत नाहीत परंतु अनुभवावर आधारित नसतील. थर्मोडायनामिक्सचा प्रत्येक सिद्धांत या तत्त्वांवर आधारित आहे. आम्ही basic मूलभूत तत्त्वे तसेच तत्त्वांमध्ये फरक करू शकतो परंतु तेच तापमान परिभाषित करते आणि ते इतर principles तत्त्वांमध्ये अंतर्भूत आहे.

शून्य कायदा

आम्ही हा शून्य कायदा काय आहे त्याचे वर्णन करणार आहोत, जे उर्वरित तत्वांमध्ये अंतर्भूत असलेल्या तपमानाचे वर्णन करणारे प्रथम आहे. जेव्हा दोन सिस्टम एकमेकांशी संवाद साधतात आणि औष्णिक समतोल असतात तेव्हा ते काही गुणधर्म सामायिक करतात. त्यांनी एकमेकांशी सामायिक केलेले हे गुणधर्म मोजले जाऊ शकतात आणि संख्यात्मक मूल्य दिले जाऊ शकते. परिणामी, जर दोन्ही सिस्टम तिसर्‍यासह समतोल असेल तर ते एकमेकांशी समतोल असतील आणि सामायिक केलेली मालमत्ता तापमान असेल.

म्हणून, हे तत्व परंतु फक्त असे म्हटले आहे की जर शरीर A शरीराच्या ब बरोबर समतोल होते आणि हे शरीर बी शरीराच्या सी बरोबर थर्मल समतोल असेल तर अ आणि क देह देखील समतोल असेल औष्णिक हे तत्व भिन्न तापमानात दोन संस्था एकमेकांशी उष्णतेची देवाणघेवाण करू शकतात या वस्तुस्थितीचे स्पष्टीकरण देते. जितक्या लवकर किंवा नंतर दोन्ही शरीर समान तापमानात पोहोचतात, त्यामुळे ते संपूर्ण समतोल असतात.

थर्मोडायनामिक्सचा पहिला कायदा

जेव्हा एखादे शरीर थंड असलेल्या शरीराशी संपर्क साधते तेव्हा एक परिवर्तन घडते ज्यामुळे समतोल होतो. थंड शरीरासाठी गरम शरीरात उर्जा हस्तांतरण केल्यामुळे दोन शरीरांचे तापमान समान असते या वस्तुस्थितीवर समतोल स्थिती आहे. या घटनेचे स्पष्टीकरण देण्यासाठी, शास्त्रज्ञांनी असे गृहित धरले की जास्त प्रमाणात अस्तित्त्वात असलेल्या गरम पदार्थाने थंड शरीर प्राप्त केले. उष्णतेची देवाणघेवाण करण्यास सक्षम होण्यासाठी द्रवपदार्थाचा विचार केला जाऊ लागला.

हे तत्व उर्जाचा एक प्रकार म्हणून ओळखण्यासाठी जबाबदार आहे. हा एक भौतिक पदार्थ नाही. अशाप्रकारे हे दर्शविले जाऊ शकते की उष्मा, ज्याची उष्मांक मोजली जाते आणि कार्य, ज्यूलमध्ये मोजले जाते, ते समतुल्य आहे. म्हणून, आज आम्हाला ते माहित आहे 1 कॅलरी अंदाजे 4,186 जूल असते.

असे म्हटले जाऊ शकते की थर्मोडायनामिक्सचे पहिले तत्व ऊर्जा संवर्धनाचे एक तत्व आहे. उष्मा इंजिनमधील उर्जेची मात्रा कामात रूपांतरित होते आणि कोणत्याही मशीनद्वारे ती ऊर्जा वापरल्याशिवाय असे कार्य करू शकते. आम्ही हे पहिले तत्व म्हणून स्थापित करू शकतोः बंद थर्मोडायनामिक प्रणालीच्या अंतर्गत ऊर्जेची भिन्नता सिस्टमला पुरविल्या जाणार्‍या उष्णता आणि वातावरणातील वातावरणातील सिस्टमद्वारे केलेल्या कामांमधील फरकाइतकीच आहे.

थर्मोडायनामिक्सचा दुसरा कायदा

हे सुरूवातीस असे सांगते की चक्रीय मशीन बनविणे अशक्य आहे ज्याचा परिणाम फक्त थंड शरीरापासून उबदार शरीरावर उष्णतेचे हस्तांतरण होतो. आम्ही असे म्हणू शकतो की परिवर्तन अशक्य आहे ज्याचा परिणाम फक्त होईल आम्ही एकाच स्त्रोतातून काढलेल्या उष्णतेला यांत्रिक कार्यात रूपांतरित करणे.

हे तत्व दुसर्या प्रजातीची सुप्रसिद्ध चिरस्थायी गती असल्याची शक्यता नाकारण्यासाठी जबाबदार आहे. आम्हाला माहित आहे की एंट्रोपी जेव्हा प्रत्यावर्तनक्षम परिवर्तन घडते तेव्हा सिस्टमचे एकल बदललेले राहते. आम्हाला हे देखील माहित आहे की जेव्हा एखादे अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते तेव्हा ते वाढते.

थर्मोडायनामिक्सचा तिसरा कायदा

हे शेवटचे तत्व दुसर्‍याशी जवळचे संबंधित आहे आणि त्याचा परिणाम म्हणून मानले जाते. हे सिद्धांत पुष्टी करतो की परिपूर्ण मर्यादित संख्येच्या परिवर्तनांमध्ये रंग मिळवता येत नाही. आम्हाला माहित आहे की परिपूर्ण शून्य किमान तापमानापेक्षा जास्त असू शकत नाही. युनिट्स मध्ये केल्विन आम्हाला माहित आहे की हे 0 आहे, परंतु डिग्री सेल्सिअसमध्ये त्याचे मूल्य -273.15 अंश आहे.

हे असे देखील नमूद करते की 0 केल्विन तापमानासह एका घनसाठी एन्ट्रोपी 0 च्या बरोबरीने असते. याचा अर्थ असा आहे की तेथे कोणतीही एन्ट्रॉपी नसते, म्हणून ही प्रणाली पूर्णपणे स्थिर असेल. ते तयार करणार्‍या कणांची मुक्ती, भाषांतर आणि फिरण्याची उर्जा 0 केल्विनच्या तापमानात काहीही असू शकत नाही.

मला आशा आहे की या माहितीसह आपण थर्मोडायनामिक्स आणि मूलभूत तत्त्वांबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.