ऊष्मप्रवैगिकी भौतिकी का क्षेत्र है जो कई घटनाओं और जटिल भौतिक प्रणालियों का अध्ययन करता है जिसमें. का आदान-प्रदान होता है तपिश, के परिवर्तन ऊर्जा और तापमान भिन्नता। ऊष्मप्रवैगिकी द्वारा नियंत्रित किया जाता है चारकानून.एन्ट्रापी, तापमान, गर्मी और आयतन जो हमें दबाव जैसे चरों के माध्यम से विभिन्न प्रणालियों का वर्णन करने की अनुमति देता है, आयतन, तापमान, गर्मी और एन्ट्रापी.
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ऊष्मप्रवैगिकी के मूल सिद्धांत
ऊष्मप्रवैगिकी है a प्रकृति का सांख्यिकीय विवरण, इसके माध्यम से उन प्रणालियों के स्थूल व्यवहार की कल्पना करना संभव है जिनमें कई निकाय होते हैं। चूंकि अध्ययन का यह क्षेत्र काफी व्यापक है, नीचे चर्चा किए गए कानूनों की समझ को सुविधाजनक बनाने के लिए कुछ मूलभूत अवधारणाओं को प्रस्तुत किया जाएगा।
ऊष्मप्रवैगिकी प्रणाली
थर्मोडायनामिक सिस्टम हैं विशिष्ट क्षेत्र कुछ विशेषता के कारण उनके पड़ोस। इन क्षेत्रों को दीवारों, झिल्लियों आदि द्वारा अलग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, इस पर विचार करना संभव है गैस एक गुब्बारे के अंदर एक प्रणाली के रूप में।
की परिभाषा प्रणालीबंद किया हुआ, बदले में, थोड़ा अधिक प्रतिबंधित है। क्लोज्ड सिस्टम वे हैं जो गर्मी या व्यायाम का आदान-प्रदान नहीं करते हैं या प्राप्त नहीं करते हैं काम क उनके पड़ोस की।
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थर्मोडायनामिक अवस्था
ऊष्मप्रवैगिकी राज्य की चिंता a चर का सेट जिसका उपयोग किया जा सकता है एक प्रणाली की स्थितियों का वर्णन करें. यह किसी अन्य प्रयोगकर्ता द्वारा इन स्थितियों के पुनरुत्पादन को सक्षम बनाता है, उदाहरण के लिए, दूसरे शब्दों में, सिस्टम की स्थिति इसकी स्थिति का प्रतीक है, जैसे पैरामीटर के माध्यम से दबाव, मात्रा, तापमान. जब कोई निकाय ऊष्मागतिक अवस्था में परिवर्तन से गुजरता है, तो हम कहते हैं कि वह a से गुजरा है परिवर्तन.
थर्मोडायनामिक संतुलन
थर्मोडायनामिक संतुलन वह स्थिति है जिसमें एक प्रणाली परिवर्तन की ओर कोई रुझान नहीं दिखाती है। स्वतःस्फूर्त थर्मोडायनामिक अवस्था, अर्थात एक प्रणाली जो संतुलन में है thermodynamic अपनी अवस्था को स्वतः नहीं बदलता है, जब तक कि वह अपने परिवेश से प्रभावित न हो।
प्रतिवर्ती परिवर्तन और अपरिवर्तनीय परिवर्तन के विचार को समझने के लिए थर्मोडायनामिक संतुलन की अवधारणा भी महत्वपूर्ण है। परिवर्तनोंप्रतिवर्ती वे हैं जो संतुलन की स्थिति के बहुत करीब होते हैं, इस अर्थ में, एक प्रणाली जो एक प्रतिवर्ती परिवर्तन के दौर से गुजर रही है, जल्दी से संतुलन में लौट आती है।
परिवर्तनोंअचल वे हैं जिनमें संतुलन की स्थिति कम और कम सुलभ होती है, जिससे संपूर्ण प्रणाली अपनी विशेषताओं को इस तरह से बदल देती है कि अब उसके लिए राज्य में वापस आना संभव नहीं है पिछला।
तापमान
के अनुसार गैसों का गतिज सिद्धांत, तापमान को के रूप में समझा जा सकता है मैक्रोस्कोपिक अभिव्यक्ति एक थर्मोडायनामिक प्रणाली के घटक कणों की गतिज ऊर्जा का। इसलिए, यह तापमान मापता है आंदोलन की डिग्री. इसकी माप की इकाई केल्विन (K) है।
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थर्मोडायनामिक कार्य
थर्मोडायनामिक कार्य है दो थर्मोडायनामिक प्रणालियों के बीच ऊर्जा विनिमय इसकी सीमाओं की आवाजाही के कारण। उदाहरण के लिए, जब आप एक सिरिंज प्लंजर के अंदर एक गैस गर्म करते हैं, तो एक निश्चित बिंदु पर, गैस द्वारा लगाया गया दबाव प्लंजर को धक्का देने के लिए पर्याप्त होता है। यह ऊर्जा, तब a. के रूप में मेकेनिकल ऊर्जा, गैस से बाहरी वातावरण में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे गैस का तापमान और आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है।
ऊष्मप्रवैगिकी के नियम
ऊष्मप्रवैगिकी के चार नियम हैं और उनमें से प्रत्येक की अवधारणा से संबंधित है थर्मोलॉजी, आइए देखें कि उष्मागतिकी के नियम क्या हैं और उनमें से प्रत्येक क्या कहता है:ऊष्मप्रवैगिकी का शून्य नियम
ऊष्मप्रवैगिकी के शून्य नियम में कहा गया है कि सभी निकायों में से संपर्क करेंथर्मल गर्मी को एक दूसरे को तब तक स्थानांतरित करें जब तक संतुलनथर्मल. थर्मोडायनामिक्स के शून्य नियम को आमतौर पर तीन निकायों के संदर्भ में समझाया जाता है: ए, बी और सी।
इस स्पष्टीकरण के अनुसार, शरीर A, B और C लंबे समय से तापीय संपर्क में हैं, इसलिए यदि शरीर A तापीय संतुलन में है शरीर बी, शरीर सी शरीर ए और बी के साथ थर्मल संतुलन में होगा, इस मामले में, ए, बी और सी का तापमान बराबर होगा और बीच में कोई गर्मी विनिमय नहीं होगा वे।
"सभी शरीर एक दूसरे के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करते हैं जब तक कि थर्मल संतुलन की स्थिति नहीं हो जाती है।"
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम संबंधित है संरक्षणमेंऊर्जा। इस नियम के अनुसार, शरीर में स्थानांतरित होने वाली सभी ऊर्जा को शरीर में ही संग्रहीत किया जा सकता है, इस मामले में, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है। ऊर्जा का दूसरा भाग जो शरीर में स्थानांतरित होता है, उसे कार्य के रूप में या गर्मी के रूप में परिवेश में स्थानांतरित किया जा सकता है।
ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का वर्णन करने के लिए प्रयुक्त सूत्र नीचे दिखाया गया है, इसे देखें:
"एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में भिन्नता को इसके द्वारा अवशोषित गर्मी की मात्रा और इसके द्वारा किए गए कार्य की मात्रा के बीच के अंतर से मापा जाता है।"
ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम
ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम एक भौतिक मात्रा से संबंधित है जिसे के रूप में जाना जाता है एन्ट्रापी, जो एक प्रणाली के थर्मोडायनामिक राज्यों की संख्या का एक उपाय है, दूसरे शब्दों में, एन्ट्रॉपी a. देता है यादृच्छिकता का माप या एक प्रणाली के अव्यवस्था से।
ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम
ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम तापमान की निचली सीमा से संबंधित है: o परम शून्य. इस कानून के अनुसार, शरीर तक पहुंचने का कोई रास्ता नहीं है परम शून्य तापमान. इस परिभाषा के अलावा, इस कानून के निहितार्थ भी हैं: थर्मल मशीनों का प्रदर्शन, जो किसी भी स्थिति में 100% के बराबर नहीं हो सकता है।
राफेल हेलरब्रॉक द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक