थर्मोडायनामिक्स, यो के हो र यसका अनुप्रयोगहरू

थर्मोडायनामिक्स एक ऊर्जा हो जुन ऊर्जाको अध्ययनमा आधारित छ। थर्मोडायनामिक प्रक्रियाहरू दैनिक जीवनमा दैनिक रूपमा हुन्छन्, घरहरूमा, उद्योगमा, ऊर्जाको रूपान्तरणको साथ, जस्तै वातानुकूलन उपकरणहरू, फ्रिजहरू, कारहरू, बोयलरहरू लगायत। तसर्थ Thermodynamics को अध्ययन को महत्त्व, चार आधारभूत कानून मा आधारित छ कि ऊर्जा को गुणवत्ता र मात्रा, र Thermodynamic गुणहरु बीच सम्बन्ध स्थापित।

Thermodynamics को कानून बुझ्न को लागी, एक सजिलो तरीका मा, एक केहि आधारभूत अवधारणाहरु बाट शुरू गर्नु पर्छ तल उजागर गरीन्छ, जस्तै उर्जा, ताप, तापमान, अन्य।

हामी तपाईंलाई लेख हेर्न आमन्त्रित गर्दछौं वाटको कानूनको शक्ति (अनुप्रयोगहरू - अभ्यासहरू)

थर्मोडायनामिक्स

बिटको इतिहास:

थर्मोडायनामिक्स प्रक्रियामा ऊर्जाको आदानप्रदान र रूपान्तरणको अध्ययन गर्दछ। पहिले नै १ 1600०० को दशकमा ग्यालिलियोले यस क्षेत्रमा अध्ययन गर्न शुरू गरे, शीशाको थर्मामीटरको आविष्कारको साथ, र तरल पदार्थको तापक्रम र यसको तापक्रमको सम्बन्ध।

औद्योगिक क्रान्तिसँगै, ताप, काम र ईन्धनको उर्जाबीचको सम्बन्धको बारेमा अध्ययन गर्न, साथसाथै स्टीम इञ्जिनमा प्रदर्शन सुधार गर्न, १ science 1697 mas देखि थोमास सेभरीको स्टीम इञ्जिनसँग अध्ययन विज्ञानको रूपमा उभिएका थर्मोडायनामिक्सलाई अध्ययन गर्ने विज्ञानको रूपमा देखा पर्दछ। थर्मोडायनामिक्सको पहिलो र दोस्रो कानून सन् १ 1850० मा स्थापित भएको थियो। जौल, केल्विन, क्लाउसिअस, बोल्टज्मान, कार्नोट, क्लेपीरन, गिब्ज, म्याक्सवेल जस्ता धेरै वैज्ञानिकहरूले यस विज्ञानको विकासमा योगदान पुर्‍याए, "थर्मोडायनामिक्स।"

थर्मोडायनामिक्स भनेको के हो?

थर्मोडायनामिक्स एक विज्ञान हो जुन ऊर्जा परिवर्तनहरूको अध्ययन गर्दछ। गर्मीलाई शक्तिमा कसरी रूपान्तरण गर्ने भनेर सुरुमा अध्ययन गरिएको हुँदा भाप इन्जिनहरूमा ग्रीक शब्दहरू "थर्मस" र "डायनामाइस" लाई यस नयाँ विज्ञानको नाम दिन प्रयोग गरियो, "थर्मोडायनामिक्स" भन्ने शव्द बने। चित्र १ हेर्नुहोस्।

थर्मोडायनामिक अनुप्रयोगहरू

थर्मोडायनामिक्सको अनुप्रयोगको क्षेत्र धेरै फराकिलो छ। उर्जाको रूपान्तरण मानव शरीरबाट बहु प्रक्रियाहरूमा हुन्छ, खानाको पाचनसँगै, उत्पादनहरूको उत्पादनको लागि असंख्य औद्योगिक प्रक्रियाहरूमा पनि। घरहरूमा उपकरणहरू पनि छन् जहाँ थर्मोडायनामिक्स ईरन, वाटर हीटर, एयर कन्डिशनर, अरूलाई लागू हुन्छ। थर्मोडायनामिक्सका सिद्धान्तहरू बिभिन्न किसिमका क्षेत्रहरूमा पनि लागू हुन्छन्, जस्तै पावर प्लान्ट्स, अटोमोबाइल र रोकेटहरूमा। चित्र २ हेर्नुहोस्।

को आधारभूत थर्मोडायनामिक्स

ऊर्जा (E)

कुनै पनि सामग्री वा गैर-भौतिक शरीर वा प्रणालीको सम्पत्ती जुन यसको स्थिति वा राज्य परिमार्जन गरेर परिवर्तन गर्न सकिन्छ। यसलाई सम्भावित वा वस्तुलाई सार्ने क्षमताको रूपमा पनि परिभाषित गरिन्छ। चित्र In मा तपाइँ केही ऊर्जा स्रोतहरू देख्न सक्नुहुन्छ।

उर्जाका फारामहरू

ऊर्जा धेरै रूपहरूमा आउँछ, जस्तै हावा, इलेक्ट्रिकल, मेकानिकल, आणविक ऊर्जा, अरूहरू बीच। थर्मोडायनामिक्सको अध्ययनमा गतिज उर्जा, सम्भाव्य उर्जा र शरीरको आन्तरिक उर्जा प्रयोग गरिन्छ। गतिज उर्जा (ईसी) गति, सम्भावित उर्जा (एपी) उचाई र आन्तरिक अणुहरूको आन्दोलनको साथ आन्तरिक उर्जा (यू) सँग सम्बन्धित छ। चित्र 4 हेर्नुहोस्।

तातो (Q):

दुई शरीरहरू बीचको तापीय उर्जा स्थानान्तरण जुन फरक तापक्रममा हुन्छ। तौल जौल, BTU, पाउन्ड-फिट, वा क्यालोरी मा मापन छ।

तापमान (टी):

यो परमाणु वा अणुहरूको गतिज उर्जाको मापन हो जुन कुनै पनि भौतिक वस्तु बनाउँछ। यसले कुनै वस्तुको आन्तरिक अणुको आन्दोलनको डिग्री यसको तापीय उर्जाको मापन गर्दछ। अणुहरूको उच्च गति, उच्च तापमान। यो डिग्री सेल्सियस, डिग्री केल्विन, डिग्री रान्किन, वा डिग्री फारेनहाइट मा मापन गरिएको छ। चित्र In मा केही तापमान मापन बीचको समता प्रस्तुत गरियो।

थर्मोडायनामिक सिद्धान्तहरू

थर्मोडायनामिक्समा ऊर्जा रूपान्तरणको अध्ययन चार कानूनमा आधारित छ। पहिलो र दोस्रो कानून ऊर्जाको गुणस्तर र मात्रासँग सम्बन्धित छ; जबकि तेस्रो र चौथो कानून थर्मोडायनामिक गुणहरू (तापमान र एन्ट्रोपी) मा सम्बन्धित छन्। संख्या। र figures हेर्नुहोस्।

थर्मोडायनामिक्सको पहिलो कानून:

पहिलो कानूनले ऊर्जा संरक्षणको सिद्धान्त स्थापित गर्दछ। उर्जा एक शरीरबाट अर्को शरीरमा सार्न सकिन्छ, वा ऊर्जाको अर्को रूपमा परिवर्तन गर्न सकिन्छ, तर यो सँधै सुरक्षित रहन्छ, त्यसैले ऊर्जाको जम्मा मात्रा सँधै स्थिर रहन्छ।

एक स्केटि ra र्‍याम्प ऊर्जा संरक्षण कानूनको राम्रो उदाहरण हो, जहाँ यो पाइन्छ कि उर्जा सिर्जना गरिएको छैन वा नष्ट गरिएको छैन, तर अर्को प्रकारको उर्जामा रूपान्तरण गरिएको छ। चित्र 8 मा भएको जस्तो स्केटरका लागि, जब केवल गुरुत्वाकर्षण शक्ति प्रभाव गर्दछ, हामीले:

• स्थिति १: जब स्केटर र्याम्पको शीर्षमा हुन्छ, ऊसँग उचाईको कारणले ऊसँग आन्तरिक उर्जा र सम्भाव्य उर्जा हुन्छ, तर ऊ गतिश शक्ति शून्य छ किनकि ऊ गतिमा छैन (गति = ० मीटर / सेकेन्ड)।
• स्थिति १: जसरी स्केटर र्याम्पमा स्लाइड हुन थाल्छ, उचाइ घट्छ, आन्तरिक उर्जा र सम्भावित उर्जा कम हुँदैछ, तर गति गति बढ्दै जाँदा उसको गतिज उर्जा बढ्छ। ऊर्जा गतिज ऊर्जा मा परिवर्तित छ। जब स्केटर र्याम्पको सब भन्दा तल्लो बिन्दुमा पुग्दछ (स्थिति २), उसको सम्भावित उर्जा शून्य (उचाई = ० मिटर) हुन्छ, जबकि ऊ र्‍याम्प तल आफ्नो यात्राको सब भन्दा उच्च गती प्राप्त गर्छ।
• स्थिति १: र्याम्प माथि जान्छन्, स्केटरले गति गुमाउँछ, उसको गतिज उर्जा घट्छ, तर आन्तरिक उर्जा बढ्छ, सम्भाव्य उर्जा, ऊ अग्लो हुँदै जान्छ।

थर्मोडायनामिक्सको दोस्रो कानून:

दोस्रो कानून ऊर्जाको "गुणस्तर" सँग सम्बन्धित छ, रूपान्तरण र / वा ऊर्जाको प्रसारणलाई अनुकूलन गर्न। यो कानून स्थापना गर्दछ कि वास्तविक प्रक्रियामा उर्जा को गुणस्तर कम गर्न को लागी। थर्मोडायनामिक सम्पत्ती "इन्ट्रोपी" को परिभाषा पेश गरियो। दोस्रो कानूनको कथनहरुमा, यो तब स्थापित हुन्छ जब एक प्रक्रिया हुन सक्छ र जब यो गर्न सक्दैन, पहिले कानून पालना गरिएमा पनि। चित्र 9 हेर्नुहोस्।

शून्य कानून:

शून्य व्यवस्थाले भन्छ कि यदि दुई प्रणालीहरू एक तिहाइसँग सन्तुलनमा छन् भने तिनीहरू एक अर्कासँग सन्तुलनमा छन्। उदाहरण को लागी, चित्र १० को लागी, यदि A C को तापीय सन्तुलनमा छ, र C B को तापीय सन्तुलनमा छ भने A, B सँग तापीय सन्तुलनमा छ।

टी को अन्य अवधारणाहरुएर्मोडायनामिक्स

प्रणाली

ब्रह्माण्डको अंश जुन रुचि वा अध्ययनको हो। चित्र ११ मा कफीको कपको लागि, "प्रणाली" कप (कफी) को सामग्री हो जहाँ तापीय ऊर्जाको स्थानान्तरण अध्ययन गर्न सकिन्छ। चित्र १२ हेर्नुहोस्। []]

वातावरण

यो अध्ययन अन्तर्गत प्रणाली को बाह्य बाह्य ब्रह्माण्ड हो। चित्र १२ मा, कफी कपलाई "बोर्डर" मानिन्छ जसमा कफी (प्रणाली) हुन्छन् र जुन कप (सीमाना) बाहिर छ त्यो प्रणालीको "वातावरण" हो।

थर्मोडायनामिक इक्विलिब्रियम

राज्यमा जसमा प्रणालीको गुणहरु राम्रोसँग परिभाषित छन् र समयसँगै फरक हुँदैन। जब एक प्रणालीले थर्मल सन्तुलन, मेकानिकल सन्तुलन र रासायनिक सन्तुलन प्रस्तुत गर्दछ, यो "थर्मोडायनामिक इक्विलिब्रियम" मा हुन्छ। सन्तुलनमा, प्रणालीले आफ्नो राज्य परिमार्जन गर्न सक्दैन जब सम्म बाह्य एजेन्टले कार्य गर्दैन। चित्र १ 13 हेर्नुहोस्।

भित्ता

निकाय जसले प्रणालीहरू बीचको अन्तर्क्रियालाई अनुमति दिन्छ वा रोक्दछ। यदि भित्ताले पदार्थको पार गर्न अनुमति दिन्छ भने, यो एक पारगम्य भित्ता हो भनिन्छ। एक एडियाब्याटिक भित्ता एक हो जुन दुई प्रणाली बीचको ताप प्रसारणलाई अनुमति दिदैन। जब भित्ताले तापीय ऊर्जाको स्थानान्तरणलाई अनुमति दिन्छ भने यसलाई डायथर्मिक वाल भनिन्छ। चित्र १ 14 हेर्नुहोस्।

CONCLUSIONS

ऊर्जा भनेको पदार्थ सार्न सक्ने क्षमता हो। यो यसको स्थिति वा राज्य परिमार्जन द्वारा परिवर्तन गर्न सकिन्छ।

थर्मोडायनामिक्स एक विज्ञान हो जुन प्रक्रियामा ऊर्जाको आदानप्रदान र रूपान्तरणको अध्ययन गर्दछ। थर्मोडायनामिक्समा ऊर्जा रूपान्तरणको अध्ययन चार कानूनमा आधारित छ। पहिलो र दोस्रो कानून ऊर्जाको गुणस्तर र मात्रासँग सम्बन्धित छ; जबकि तेस्रो र चौथो कानून थर्मोडायनामिक गुणहरू (तापमान र एन्ट्रोपी) सँग सम्बन्धित छन्।

तापक्रम भनेको अणुहरूको आन्दोलनको डिग्री को एक मापन हो जुन शरीर बनाउँछ, जबकि तातो दुई शरीरहरूको बीचको तापीय उर्जा स्थानान्तरण हो जुन फरक तापमानमा हुन्छ।

थर्मोडायनामिक संतुलन तब अवस्थित हुन्छ जब प्रणाली एकै साथ थर्मल सन्तुलन, मेकानिकल सन्तुलन र रासायनिक सन्तुलनमा छ।

धन्यबाद नोट: यो लेख को विकास को लागी हामीले को सल्लाह को सम्मान छ इन्ग। मारीसोल पिनो, औद्योगिक साधन र नियन्त्रण मा विशेषज्ञ.