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ऊष्मप्रवैगिकी

हम बताते हैं कि थर्मोडायनामिक्स क्या है और एक थर्मोडायनामिक प्रणाली क्या है। इसके अलावा, ऊष्मप्रवैगिकी के कानून क्या हैं।

ऊष्मा या कार्य के माध्यम से ऊर्जा को एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में परिवर्तित किया जा सकता है।
  1. ऊष्मागतिकी क्या है?

इसे भौतिकी की शाखा में थर्मोडायनामिक्स (ग्रीक थर्मो, calor dynam और डायनेमो, , power, force branch) से कहा जाता है जो यांत्रिक क्रियाओं का अध्ययन करता है गर्मी और ऊर्जा के अन्य समान रूपों से अद्वितीय है । उनका अध्ययन वस्तुओं को वास्तविक मैक्रोस्कोपिक प्रणालियों के रूप में संबोधित करता है, वैज्ञानिक पद्धति और निगमनात्मक तर्क का उपयोग करता है, एंट्रॉपी, आंतरिक ऊर्जा या वॉल्यूम जैसे व्यापक चर पर ध्यान देता है। ; अन्य प्रकार के परिमाणों के साथ-साथ गैर-व्यापक चर जैसे तापमान, दबाव या रासायनिक क्षमता।

हालांकि, ऊष्मागतिकी इस अध्ययन की परिमाण की व्याख्या की पेशकश नहीं करती है, और इसके अध्ययन की वस्तुएं हमेशा संतुलन की स्थिति में सिस्टम होती हैं, अर्थात्, जिनकी विशेषताएं आंतरिक तत्वों द्वारा निर्धारित होती हैं और नहीं बाहरी ताकतों के लिए उन पर कार्रवाई करना। इस कारण से, वह मानता है कि ऊर्जा को केवल गर्मी या काम के माध्यम से एक प्रणाली से दूसरे प्रणाली में आदान-प्रदान किया जा सकता है।

थर्मोडायनामिक्स का औपचारिक अध्ययन 1650 में एक जर्मन भौतिक विज्ञानी और न्यायविद् ओटो वॉन गुरिके के लिए धन्यवाद शुरू हुआ, जिन्होंने पहला वैक्यूम पंप बनाया और बनाया था। Arist teles के लिए इसके अनुप्रयोगों और इसकी अधिकतम प्रकृति का दुरुपयोग करने से इनकार करते हैं। इस आविष्कार के बाद, वैज्ञानिक रॉबर्ट बॉयल और रॉबर्ट हुक ने अपने सिस्टम को पूरा किया और दबाव, तापमान और मात्रा के बीच संबंध का अवलोकन किया। इस प्रकार ऊष्मप्रवैगिकी के सिद्धांतों का जन्म हुआ।

इन्हें भी देखें: थर्मल बैलेंस

  1. थर्मोडायनामिक प्रणाली

ओपन सिस्टम अपने आसपास के वातावरण और ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं।

थर्मोडायनामिक प्रणाली को ब्रह्मांड के एक हिस्से के रूप में समझा जाता है, जो अध्ययन के उद्देश्य से, वैचारिक रूप से बाकी हिस्सों से अलग-थलग है और स्वायत्तता से समझने का प्रयास करता है, इस बात पर ध्यान देता है कि ऊर्जा में परिवर्तन होता है या संरक्षित होता है, और उसी समय, यदि वहाँ है, पर्यावरण और अन्य समान प्रणालियों के साथ पदार्थ और / या ऊर्जा के उनके आदान-प्रदान। इसलिए, यह थर्मोडायनामिक्स का अध्ययन करने की एक विधि है।

इन प्रणालियों के लिए मुख्य वर्गीकरण मानदंड पर्यावरण से उनके अलगाव की डिग्री पर आधारित है, इस प्रकार निम्नलिखित के बीच अंतर होता है:

  • ओपन सिस्टम। जो लोग स्वतंत्र रूप से अपने आसपास के वातावरण के साथ ऊर्जा और पदार्थ का आदान-प्रदान करते हैं, जैसा कि रोजमर्रा की जिंदगी में जाने जाने वाले अधिकांश सिस्टम करते हैं: ठंडे पानी के साथ एक गिलास धीरे-धीरे आसपास की हवा की गर्मी की वजह से गर्म हो जाएगा।
  • बंद सिस्टम। जो अपने पर्यावरण के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं, लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता। यह एक बंद कंटेनर के साथ होता है, एक कैन की तरह, जिसकी सामग्री अपरिवर्तनीय है, लेकिन समय के साथ गर्मी खो देती है, इसे आसपास की हवा में विघटित करती है।
  • पृथक प्रणाली। जो, कुछ हद तक, पर्यावरण के साथ ऊर्जा या पदार्थ का आदान-प्रदान नहीं करते हैं। बिल्कुल अलग-थलग सिस्टम नहीं हैं, निश्चित रूप से, लेकिन एक निश्चित डिग्री तक: गर्म पानी से युक्त थर्मस थोड़ी देर के लिए अपने तापमान को संरक्षित करेगा, इसे थोड़ी देर के लिए अलग रखने के लिए पर्याप्त है।
  1. ऊष्मागतिकी के नियम

"शून्य कानून" तार्किक रूप से निम्नानुसार व्यक्त किया जाता है: यदि ए = सी और बी = सी, तो ए = बी।

थर्मोडायनामिक्स को इसके चार मूलभूत सिद्धांतों या कानूनों के प्रावधानों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो इस अनुशासन के इतिहास में विभिन्न वैज्ञानिकों द्वारा तैयार किए गए हैं। ये सिद्धांत या कानून हैं:

  • पहला सिद्धांत, या ऊर्जा संरक्षण का नियम। इसमें कहा गया है कि किसी भी भौतिक प्रणाली में ऊर्जा की कुल मात्रा को उसके पर्यावरण से अलग किया जाता है, भले ही वह ऊर्जा के एक रूप से कई अलग-अलग लोगों में परिवर्तित हो सकती है। कम शब्दों में: "ऊर्जा को केवल बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है।"
  • दूसरा सिद्धांत, या एंट्रोपी का कानून। यह कानून तय करता है कि "ब्रह्मांड में एन्ट्रापी की मात्रा समय के साथ बढ़ती है, " जिसका अर्थ है कि एक बार संतुलन के बिंदु तक पहुँचने पर सिस्टम के विकार (एन्ट्रॉपी) की डिग्री बढ़ जाती है। इस प्रकार, पर्याप्त समय दिया गया है, सभी सिस्टम असंतुलित हो जाएंगे। यह कानून भौतिक घटनाओं की अपरिवर्तनीयता की व्याख्या करता है: एक बार एक कागज को जलाने के बाद, यह इसे अपने प्रारंभिक रूप में वापस जाने का कारण नहीं बन सकता है।
  • तीसरा सिद्धांत, या पूर्ण शून्य का कानून। यह तय करता है कि निरपेक्ष शून्य पर लाई जाने वाली प्रणाली की एन्ट्रापी हमेशा एक निश्चित स्थिरांक होगी, जिसका दूसरे शब्दों में अर्थ है कि जब यह पूर्ण शून्य (-273.15 C या 0 K) तक पहुँचती है, भौतिक प्रणालियों की प्रक्रियाएं बंद हो जाती हैं, और एन्ट्रापी का निरंतर न्यूनतम मूल्य होगा।
  • शून्य सिद्धांत या तापीय संतुलन का नियम। इसे isley zero कहा जाता है क्योंकि, हालांकि यह चलाने के लिए अंतिम था, लेकिन इसे स्थापित करने वाले मूल और मौलिक उपदेशों की अन्य तीन कानूनों पर प्राथमिकता है। यह तय करता है कि यदि दो प्रणालियाँ एक तीसरी प्रणाली के साथ स्वतंत्र रूप से थर्मल संतुलन में हैं, तो उनके बीच थर्मल संतुलन भी होना चाहिए।

अधिक में: ऊष्मप्रवैगिकी के कानून।

  1. रासायनिक ऊष्मागतिकी

रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी अध्ययन का एक अलग क्षेत्र है, जो ऊष्मा और कार्य के बीच सहसंबंध पर केंद्रित है, और रासायनिक अभिक्रियाएं, जो कि ऊष्मागतिकी के सिद्धांतों द्वारा स्थापित की गई हैं, के द्वारा बनाई गई हैं। अभ्रक। यही है, यह तथाकथित रूप से मूलभूत समीकरणों को प्राप्त करने के लिए, पदार्थों और यौगिकों के बीच प्रतिक्रियाओं की दुनिया के लिए, विशेष रूप से पहले ऊष्मप्रवैगिकी के कानूनों का अनुप्रयोग है। गिब्सो, जो विभिन्न यौगिकों में निहित रासायनिक ऊर्जा को बदलने के तरीके को नियंत्रित करता है और प्रेषित होता है, कैसे ब्रह्मांड की एन्ट्रापी की डिग्री हर बार प्रतिक्रिया बढ़ाती है स्वतःस्फूर्त होता है।


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