থার্মোডাইনামিক নীতিগুলি

সহজেই বোঝার জন্য, থার্মোডিনামিকসের বিস্তৃত ও জটিল বিশ্বকে বোঝার জন্য, মৌলিক পদগুলির পর্যালোচনা, থার্মোডাইনামিক নীতিগুলির একটি পরিচিতি, এবং তারপরে আরও গভীরতার সাথে থার্মোডাইনামিক আইনগুলি কীভাবে তারা অধ্যয়ন করে তা ধাপে ধাপে যাওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয় they গাণিতিকভাবে প্রকাশ করা হয় এবং এর প্রয়োগগুলি।

থার্মোডিনামিক্সের চারটি আইন (শূন্য আইন, প্রথম আইন, দ্বিতীয় আইন এবং তৃতীয় আইন) দিয়ে এটি বর্ণনা করা হয় যে বিভিন্ন সিস্টেমের মধ্যে শক্তির স্থানান্তর এবং রূপান্তর কীভাবে কাজ করে; প্রকৃতির বহু দৈহিক রাসায়নিক ঘটনা বোঝার ভিত্তি হচ্ছে।

প্রাথমিক ধারণা পর্যালোচনা

নিবন্ধটি দেখার জন্য আমরা আপনাকে আমন্ত্রণ জানাচ্ছি থার্মোম্যানিকস, এটি কী এবং এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি

আপনি নিবন্ধটি দিয়ে এই তথ্যটির পরিপূরক করতে পারেন ওয়াট এর আইন ক্ষমতা (অ্যাপ্লিকেশন - অনুশীলন) এখন জন্য আমরা অনুসরণ করি ...

শক্তির ফর্ম

শক্তি, তাদের পরিস্থিতি বা রাষ্ট্র পরিবর্তন করে নিজেকে পরিবর্তিত করতে দেহগুলির সম্পত্তি, বিভিন্ন রূপে আসে, যেমন গতিশক্তি, সম্ভাব্য শক্তি এবং দেহের অভ্যন্তরীণ শক্তি। চিত্র 1 দেখুন।

আমি কাজ

এটি একটি শক্তি এবং স্থানচ্যুতনের পণ্য, উভয়ই একই দিকে পরিমাপ করা হয়। কাজ গণনা করতে, বস্তুর স্থানচ্যুতির সমান্তরাল বলের উপাদানটি ব্যবহৃত হয়। কাজ এনএম, জোল (জে), ft.lb-f, বা বিটিইউতে পরিমাপ করা হয়। চিত্র 2 দেখুন।

তাপ (কিউ)

বিভিন্ন তাপমাত্রায় থাকা দুটি সংস্থার মধ্যে তাপীয় শক্তি স্থানান্তর এবং এটি কেবলমাত্র সেই অর্থে ঘটে যে তাপমাত্রা হ্রাস পায়। জোল, বিটিইউ, পাউন্ড-ফুট বা ক্যালরিগুলিতে তাপ পরিমাপ করা হয়। চিত্র 3 দেখুন।

থার্মোডাইনামিক নীতিগুলি

শূন্য আইন - জিরো নীতি

থার্মোডায়নামিক্সের শূন্য আইনতে বলা হয়েছে যে দুটি এবং দুটি পদ, ক এবং বি যদি একে অপরের সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে এবং অবজেক্ট এ তৃতীয় বস্তু সি এর সাথে ভারসাম্য বজায় থাকে তবে বস্তু বি পদার্থ সি এর সাথে তাপীয় সাম্যাবস্থায় থাকে। যখন দুই বা ততোধিক দেহ একই তাপমাত্রায় থাকে। চিত্র 4 দেখুন।

এই আইনটি তাপগতিবিদ্যার একটি প্রাথমিক আইন হিসাবে বিবেচিত হয়। এটি 1935 সালে "জিরো আইন" হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল, যেহেতু এটি থার্মোডাইনামিক্সের প্রথম এবং দ্বিতীয় আইন তৈরির পরে সারণী করা হয়েছিল।

থার্মোডিনামিক্সের 1 ম আইন (শক্তি সংরক্ষণের মূলনীতি)

থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইনটির বিবৃতি:

থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইন, যা শক্তি সংরক্ষণের নীতি হিসাবেও পরিচিত, বলে যে শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস হয় না, এটি কেবল অন্য ধরণের শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, বা এটি একটি বস্তু থেকে অন্য বস্তুতে স্থানান্তরিত হয়। এভাবে মহাবিশ্বে মোট শক্তির পরিমাণ পরিবর্তন হয় না।

প্রথম আইনটি "সমস্ত কিছুতে" পরিপূর্ণ হয়, শক্তি ক্রমাগত স্থানান্তরিত হয় এবং ধারাবাহিকভাবে রূপান্তরিত হয়, উদাহরণস্বরূপ, কিছু বৈদ্যুতিক ডিভাইসে যেমন মিক্সার এবং ব্লেন্ডারগুলিতে বৈদ্যুতিক শক্তি যান্ত্রিক এবং তাপীয় শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, মানবদেহে তারা রাসায়নিককে রূপান্তরিত করে শরীরের গতি চলাকালীন গতিবেগ শক্তিতে প্রবেশ করা খাবারের শক্তি বা অন্য উদাহরণ যেমন চিত্র 5-এ দেখানো হয়েছে।

থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইনের সমীকরণ:

থার্মোডাইনামিক নীতিগুলির মধ্যে প্রথম আইনের সমীকরণটি একটি প্রদত্ত প্রক্রিয়াতে বিভিন্ন ধরণের শক্তির মধ্যে থাকা ভারসাম্যকে প্রকাশ করে। যেহেতু, বদ্ধ ব্যবস্থায় [1], শক্তি এক্সচেঞ্জগুলি কেবল তাপ স্থানান্তর দ্বারা বা সিস্টেমে করা কাজ (সিস্টেমে বা দ্বারা) দ্বারা দেওয়া যেতে পারে, এটি প্রতিষ্ঠিত হয় যে কোনও সিস্টেমের শক্তি পরিবর্তনের যোগফলের সমান হয় তাপ মাধ্যমে এবং কাজের মাধ্যমে শক্তি স্থানান্তর। চিত্র 6 দেখুন।

এই শক্তির ভারসাম্যের মধ্যে বিবেচিত শক্তিগুলি গতিশক্তি, সম্ভাব্য শক্তি এবং অভ্যন্তরীণ শক্তি [1] বিবেচনা করে, বদ্ধ সিস্টেমগুলির জন্য শক্তি ভারসাম্যটি চিত্র 7 হিসাবে দেখানো হয়েছে।

• (ইসি) গতিসম্পর্কিত শক্তি , একটি শরীরের চলাফেরার কারণে;
• (এপি) বিভবশক্তি, মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে একটি শরীরের অবস্থানের কারণে;
• (ইউ) অভ্যন্তরীণ শক্তি , কোনও দেহের অভ্যন্তরীণ অণুগুলির গতিশক্তি এবং সম্ভাবনাময় শক্তির মাইক্রোস্কোপিক অবদানের কারণে।

অনুশীলন 1।

একটি সিলযুক্ত কন্টেইনারে একটি পদার্থ থাকে, যার প্রাথমিক শক্তি 10 কেজে হয়। পদার্থটি একটি প্রোপেলার দিয়ে আলোড়িত হয় যা 500 জে কাজ করে, যখন একটি তাপ উত্স 20 কেজে তাপ পদার্থে স্থানান্তর করে। এছাড়াও, প্রক্রিয়া চলাকালীন 3 কেজে তাপ বাতাসে ছেড়ে দেওয়া হয়। পদার্থের চূড়ান্ত শক্তি নির্ধারণ করুন। চিত্র 8 দেখুন।

সমাধান:

9 নং চিত্রটিতে আপনি তাপ উত্স দ্বারা উত্তাপ যুক্ত করতে পারেন, যা "ইতিবাচক" হিসাবে বিবেচিত হয় কারণ এটি পদার্থের শক্তি বৃদ্ধি করে, বাতাসে যে তাপ নির্গত হয়, নেতিবাচক কারণ এটি পদার্থের শক্তি হ্রাস করে, এবং প্রোপেলারটির কাজ, যা শক্তি বাড়িয়ে তোলে একটি ইতিবাচক চিহ্ন।

চিত্র 10 তে শক্তি ভারসাম্য উপস্থাপিত হয়, থার্মোডাইনামিক্সের প্রথম আইন অনুসারে এবং পদার্থের চূড়ান্ত শক্তি প্রাপ্ত হয়।

থার্মোডিনামিক্সের দ্বিতীয় আইন

থার্মোডিনামিকসের দ্বিতীয় আইনের বেশ কয়েকটি বিবৃতি রয়েছে: প্ল্যাঙ্ক-কেলভিন, ক্লাউসিয়াস, কার্নোটের বিবৃতি। তাদের প্রত্যেকটিই দ্বিতীয় আইনের আলাদা দিক দেখায়। সাধারণভাবে থার্মোডিনামিকসের দ্বিতীয় আইন পোস্টুলেট করে:

• থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলির দিকনির্দেশ, শারীরিক ঘটনার অপরিবর্তনীয়তা।
• তাপ মেশিনের দক্ষতা।
• সম্পত্তি "এন্ট্রপি" লিখুন।

থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলির দিকনির্দেশ:

স্বতঃস্ফূর্তভাবে প্রকৃতিতে, শক্তি প্রবাহিত হয় বা সর্বোচ্চ শক্তি রাষ্ট্র থেকে সর্বনিম্ন শক্তি অবস্থানে স্থানান্তরিত হয়। উত্তাপ গরম দেহ থেকে ঠান্ডা শরীরে প্রবাহিত হয় অন্যভাবে নয়। চিত্র 11 দেখুন।

দক্ষতা বা তাপ কর্মক্ষমতা:

থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইন অনুসারে শক্তি না হয় সৃষ্টি হয় না ধ্বংস হয়, তবে তা রূপান্তর বা স্থানান্তরিত হতে পারে। তবে সমস্ত শক্তি স্থানান্তর বা রূপান্তরগুলিতে এটির একটি পরিমাণ কাজ করা কার্যকর নয়। শক্তি স্থানান্তরিত বা রূপান্তরিত হওয়ার সাথে সাথে প্রাথমিক শক্তির কিছু অংশ তাপীয় শক্তি হিসাবে প্রকাশিত হয়: শক্তি হ্রাস পায়, গুণগত মান হারিয়ে ফেলে।

যে কোনও শক্তি রূপান্তরে, প্রাপ্ত শক্তির পরিমাণ সর্বদা সরবরাহ করা শক্তির চেয়ে কম থাকে। তাপীয় কার্যক্ষমতা হ'ল উত্স থেকে তাপের পরিমাণ যা কাজে রূপান্তরিত হয়, প্রাপ্ত দরকারী শক্তি এবং রূপান্তরিতভাবে সরবরাহিত শক্তির মধ্যে অনুপাত। চিত্র 12 দেখুন।

তাপীয় মেশিন বা তাপ মেশিন:

তাপ মেশিন এমন একটি ডিভাইস যা তাপকে আংশিকভাবে কাজ বা যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে, যার জন্য এটি এমন উত্স প্রয়োজন যা উচ্চ তাপমাত্রায় তাপ সরবরাহ করে।

তাপীয় মেশিনে জলীয় বাষ্প, বায়ু বা জ্বালানির মতো পদার্থ ব্যবহৃত হয়। পদার্থটি একটি চক্রবৃত্তীয় উপায়ে থার্মোডাইনামিক রূপান্তরগুলির একটি সিরিজ বহন করে, যাতে মেশিনটি অবিচ্ছিন্নভাবে কাজ করতে পারে।

অনুশীলন 2।

একটি কার্গো গাড়ির ইঞ্জিন পেট্রল জ্বালিয়ে জ্বলনে তাপ উত্পাদন করে। ইঞ্জিনের প্রতিটি চক্রের জন্য, 5 কেজে তাপটি যান্ত্রিক কাজের 1 কেজে রূপান্তরিত হয়। মোটরের দক্ষতা কী? ইঞ্জিনের প্রতিটি চক্রের জন্য কত তাপ নির্গত হয়? চিত্র 13 দেখুন

সমাধান:

প্রকাশিত তাপ নির্ধারণ করার জন্য, এটি ধরে নেওয়া হয় যে তাপীয় মেশিনগুলিতে নেট কাজটি সিস্টেমে নেট তাপ স্থানান্তর সমান। চিত্র 14 দেখুন।

এনট্রপি:

এন্ট্রপি একটি সিস্টেমে এলোমেলোতা বা ব্যাধি ডিগ্রি। এন্টারোপি শক্তির যে অংশটি কাজ উত্পাদন করতে ব্যবহার করা যায় না তার পরিমাণ নির্ধারণ করা সম্ভব করে, অর্থাত্ কোনও থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াটির অপরিবর্তনীয়তা মাপানো সম্ভব করে তোলে।

প্রতিটি শক্তি স্থানান্তর যা ঘটে তা মহাবিশ্বের এনট্রপি বাড়িয়ে তোলে এবং কাজের জন্য ব্যবহারযোগ্য শক্তির পরিমাণ হ্রাস করে। যে কোনও থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া এমন এক দিকে এগিয়ে যাবে যা মহাবিশ্বের মোট এনট্রপি বৃদ্ধি করে। চিত্র 15 দেখুন।

থার্মোডিনামিক্সের তৃতীয় আইন

থার্মোডিনামিক্স বা নের্স্ট পোস্টুলেটের তৃতীয় আইন

থার্মোডিনামিক্সের তৃতীয় আইনটি তাপমাত্রা এবং শীতলতার সাথে সম্পর্কিত। এটিতে বলা হয়েছে যে পরম শূন্যে একটি সিস্টেমের এনট্রপি একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক। চিত্র 16 দেখুন।

পরম শূন্য হ'ল সর্বনিম্ন তাপমাত্রা যার নীচে আর কোনও কম পরিমাপ হয় না, এটি কোনও দেহ হতে পারে এমনতমতমতমতমতম তাপমাত্রা। পরম শূন্য 0 কে, সমান -273,15 ডিগ্রি সেলসিয়াস।

উপসংহার

চারটি থার্মোডাইনামিক নীতি রয়েছে। শূন্য নীতিতে এটি প্রতিষ্ঠিত হয় যে তাপীয় ভারসাম্য ঘটে যখন দুটি বা ততোধিক দেহ একই তাপমাত্রায় থাকে।

থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম আইন প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে শক্তি সংরক্ষণের বিষয়ে কাজ করে, অন্যদিকে থার্মোডায়নামিকসের দ্বিতীয় আইনটি নিম্নতম থেকে সর্বোচ্চ এন্ট্রপি পর্যন্ত দিকনির্দেশনা এবং তাপ ইঞ্জিনগুলির দক্ষতা বা কার্য সম্পাদন নিয়ে কাজ করে যা তাপকে কাজে রূপান্তর করে।

থার্মোডিনামিকসের তৃতীয় আইনটি তাপমাত্রা এবং শীতলতার সাথে সম্পর্কিত, এটিতে বলা হয়েছে যে পরম শূন্যে একটি সিস্টেমের এনট্রপি একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক is