ٿرموڊائنامڪس جا اصول
سمجھڻ لاءِ ، آسان طريقي سان ، ٿرموڊائنامڪس جي وسيع ۽ پيچيده دنيا ، اهو سفارش ڪئي وئي آهي ته قدم ذريعي قدم کڻڻ بنيادي شرطن جو جائزو ، ٿرموڊائنامڪ اصولن جو تعارف ، ۽ پوءِ وڌيڪ گہرائي سان مطالعو ڪيو وڃي ٿرموڊائنامڪ قانونن کي ، اهي کي رياضي طور ظاهر ڪيو ويو آهي. ۽ ان جا درخواستون.
Thermodynamics جي چئن قانونن (صفر قانون ، پهريون قانون ، ٻئي قانون ۽ ٽيون قانون) سان ، اهو بيان ڪيو ويو آهي ته مختلف نظامن جي وچ ۾ توانائي جي منتقلي ۽ ادراڪ ڪيئن ڪم ڪندي ؛ فطرت جي ڪيترن ئي ڪيميائي-ڪيميائي رجحانن کي سمجهڻ جي بنياد جي طور تي.
بنيادي مفهومن جو جائزو
اسان توهان کي آرٽيڪل ڏسڻ جي دعوت ڏيون ٿا THERMODYNAMICS ، اهو ڇا آهي ۽ ان جا اطلاق
توھان مضمون سان ھن معلومات کي پورو ڪري سگھو ٿا واٽ جي طاقت جو قانون (ايپليڪشن - مشق) هاڻي لاء اسان پٺيان ...
توانائي جا فارم
توانائي ، جسم جو مال پنھنجو پاڻ کي بدلائڻ جي حالت يا حالت پاڻ کي تبديل ڪري ، ڪيترن ئي شڪلن ۾ اچي ٿو ، جهڙوڪ حرارتي توانائي ، قوي توانائي ۽ جسم جي اندروني توانائي. ڏسو شڪل 1.
ڪم
اهو هڪ طاقت ۽ بي گھرڻ جي پيداوار آهي ، ٻنهي هڪ ئي طرف ۾ ماپيل آهن. ڪم کي حساب ڏيڻ لاءِ ، طاقت جو اهو حصو جيڪو شيءَ جي بي گهرڻ جي متوازي آهي استعمال ٿيندو آهي. ڪم ايم ايم ، Joule (J) ، ft.lb-f ، يا BTU ۾ ماپي ويندي آهي. شڪل 2 ڏسو
گرمي (ق)
ٻن جسمن جي وچ ۾ حرارتي توانائي جي منتقلي جيڪي مختلف درجه حرارت تي هوندا آهن ، ۽ اهو صرف انهي معني ۾ اچي ٿو ته درجه حرارت گهٽجي وڃي. گرمي جول ، بي ٽي يو ، پائونڊ فوٽن ۾ ، يا کيلين ۾ ماپ ڪئي ويندي آهي. شڪل 3 ڏسو
ٿرموڊائنامڪس جا اصول
صفر قانون - زيرو اصول
تھرموڊائنامڪس جو صفر قانون ٻڌائي ٿو ته جيڪڏهن ٻه شيون ، A ۽ B ، هڪ ٻئي سان حرارتي توازن ۾ آهن ، ۽ Object A هڪ ٽئي آبجما C سان توازن ۾ آهي ، ته پوءِ Object B آبجيو سي سان حرڪت وارو توازن ۾ آهي تھرمل توازن پيدا ٿئي ٿو جڏهن ٻه يا وڌيڪ جسم هڪ ئي درجه حرارت تي هجن. ڏسو شڪل 4.
اهو قانون ٿرموڊائنامڪس جو هڪ بنيادي قانون سمجهيو ويندو آهي. اهو پوسٽ ڪيو ويو "زيرو قانون" ، 1935 ۾ ، جئين اهو پوسٽ ڪيو ويو بعد Thermodynamics جو پهريون ۽ ٻيو قانون ٺاهيو ويو.
Thermodynamics جو پهريون قانون (توانائي جي تحفظ جو اصول)
Thermodynamics جي پهرين قانون جو بيان:
Thermodynamics جو پهريون قانون ، جنهن کي توانائي جي تحفظ جو اصول به چيو ويندو آهي ، ٻڌائي ٿو ته توانائي نه ايجاد ڪئي وئي آهي يا تباهه نه ٿي وڃي ، اها فقط هڪ ٻئي قسم جي توانائي ۾ بدلجي وڃي ٿي ، يا اها هڪ شئي کان ٻي شيءِ ڏانهن منتقل ٿي وڃي ٿي اهڙي طرح ڪائنات ۾ توانائي جي مجموعي مقدار تبديل نٿي ٿئي.
پهريون قانون ”هر شي“ ۾ پورو ٿيندو آهي ، توانائي مسلسل منتقل ۽ بدلجي ويندي آهي ، مثال طور ، ڪجهه برقي اوزارن ۾ ، جهڙوڪ مکسر ۽ بلنڊر ، برقي توانائي کي ميخاني ۽ حرارتي توانائي ۾ تبديل ڪيو ويندو آهي ، انساني جسم ۾ اهي ڪيميائي تبديل ٿي ويندا آهن کاڌي جي توانائي جيڪو حرڪتي توانائي ۾ کنيو ويندو آهي جڏهن جسم حرڪت ۾ هوندو آهي ، يا ٻيا مثال جيئن ته تصوير 5 ۾ ڏيکاريل آهن.
Thermodynamics جي پهرين قانون جو مساوات:
تھرموڊائنامڪ اصولن جي اندر پھرين قانون جي مساوات ان توازن کي ظاھر ڪري ٿي جيڪو ھڪڙي عمل ۾ توانائي جي مختلف قسمن جي وچ ۾ موجود ھجڻ لازمي آھي. جيئن ته ، بند نظامن ۾ ، [1] توانائيءَ جو مٽاسٽا صرف گرمي جي منتقلي سان ڏنو وڃي ٿو ، يا ڪيل ڪم جي ڪري (پاران يا نظام تي) ، اهو طئي ٿيل آهي ته هڪ نظام جو توانائي جو تتج برابر آهي توانائي گرمي ۽ ڪم جي ذريعي منتقل ٿئي ٿي. ڏسو شڪل 6.
انهي توانائي جي توازن ۾ غور ڪيل توانائي حرڪتي توانائي ، امڪاني توانائي ۽ اندروني توانائي جي حساب سان سمجهي ويندي آهي ، بند نظامن لاءِ توانائي جو توازن برقرار رهندو آهي جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي.
- (اي سي) ڪينياتي توانائي جسم جي حرڪت سبب ؛
- (اي پي) ممڪن توانائي جسم جي گروويشن جي ميدان ۾ رتبي جي جاءِ جي ڪري
- (يا) اندروني توانائي ڪنهن جسم جي اندروني ماليڪيولز جي حرڪي ۽ توانائي توانائي جي خوردبيني مدد جي ڪري.
ورزش 1.
مهربند ٿيل ڪنٽينر ۾ هڪ مواد شامل هوندو آهي ، 10 توانائي جي ابتدائي توانائي سان. مادو هڪ پروپيلر سان ملائي وڃي ٿو جيڪو 500 ج ڪم ڪري ٿو ، جڏهن ته گرمي جو ذريعو مادي کي 20 ڪلو جا گرمي پد منتقل ڪري ٿو. ان کان علاوه ، پروسيسنگ دوران 3kJ گرمي هوا ۾ جاري ڪئي وئي آهي. مادي جي حتمي توانائي جو اندازو لڳايو. ڏسو شڪل 8.
حل:
تصوير 9 ۾ توهان گرمي پد جي وڌايل تپش کي ڏسي سگهو ٿا ، جنهن کي ”مثبت“ سمجهيو ويندو آهي ، ڇاڪاڻ ته اها مادي جي توانائي وڌائي ٿي ، اها گرمي جيڪا هوا ۾ خارج ٿي ، منفي آهي جڏهن ته اهو مادي جي توانائي گهٽائي ٿو ، ۽ پروپيلر جو ڪم ، جيڪو توانائي وڌيو هڪ مثبت نشانو ورتو.
تصوير 10 ۾ توانائي جي توازن پيش ڪئي وئي آهي ، ٿرموڊائنامڪس جي پهرين قانون مطابق ۽ مادي جي حتمي توانائي حاصل ڪئي وئي آهي.
ٿرموڊائنامڪس جو ٻيو قانون
ٿرموڊائنامڪس جي شريعت جي ٻين قانونن جا ڪيترائي بيان آهن: پلانڪ ڪيليون ، ڪلياسين ، ڪارنيٽ جو بيان. انهن مان هر هڪ ٻئي قانون جو مختلف رخ ڏيکاري ٿو. عام طور تي ٿرموڊائنامڪس جو ٻيو قانون پوسٽ ڪيو ويو آهي:
- Thermodynamic عملن جي هدايت ، جسماني رجحانات جي ناقابل واپسي.
- حرارتي مشين جي ڪارڪردگي.
- ملڪيت ”داخلا“ داخل ڪريو.
Thermodynamic پروسيس جي هدايت:
فطرت ۾ اضافي طور تي ، توانائي پئدا ٿئي ٿي يا وڏي توانائي واري رياست کان سڀني کان گهٽ توانائي واري رياست ۾ منتقل ٿي ويندي آهي. گرمي گرم علائقن کان وهندڙ ٿڌن ڏانهن ۽ نه وري ٻئي رستي ڏانهن. ڏسو شڪل 11.
توانائي يا حرارتي ڪارڪردگي:
Thermodynamics جي پهرين قانون موجب ، توانائي نه ڪا ايجاد ڪئي ۽ نه ئي تباهه ڪري ٿي ، پر اها بدلجي سگهي ٿي يا منتقل ٿي سگهي ٿي. ليڪن توانائي جي سڀني منتقلي يا تبديلين ۾ اها هڪ رقم ڪم ڪرڻ لاءِ ڪارائتو ناهي. جئين توانائي منتقل يا بدلجي ويندي آهي ، ابتدائي توانائي جو حصو حرارتي توانائي طور خارج ٿيندو آهي: توانائي خراب ٿي ويندي آهي ، معيار وڃائي ٿي.
ڪنهن به توانائي جي تبديليءَ ۾ ، حاصل ڪيل توانائي جو مقدار هميشه فراهم ڪيل توانائي کان گهٽ هوندو آهي. حرارتي ڪارڪردگي ماخذ کان گرمي جي مقدار آهي جيڪا ڪم ۾ تبديل ٿي ويندي آهي ، حاصل ڪيل مفيد توانائي ۽ تغير ۾ موجود توانائي جو تناسب. ڏسو شڪل 12.
حرارتي مشين يا گرمي مشين:
حرارتي مشين هڪ اوزار آهي جيڪو جزوي طور تي گرمي کي ڪم ۾ يا ميڪينڪل توانائي ۾ تبديل ڪري ٿو ، ان لاءِ اهو هڪ ذريعو جي ضرورت آهي جيڪا تيز گرمي پد تي گرمي جي فراهمي ڪندي آهي.
حرارتي مشينن ۾ هڪ مادو ، جهڙوڪ پاڻي وانپ ، هوا يا ٻارڻ استعمال ٿيل آهي. مادي چڪر واري طريقي سان ٿرموڊائنامڪ ٽرانسميشنن جو هڪ سلسلو کڻي رهي آهي ، ته جيئن مشين مسلسل هلڪي رهي.
ورزش 2.
جهازن جي گاڏي جو انجڻ ڳڙهه پيٽرول هڻائيندي گرمي ۾ پيدا ڪري ٿو. انجڻ جي هر چڪر لاءِ ، 5 ڪلو جو گرمي جو هڪ ميخاني واري ڪم جي 1 ڪلو ۾ تبديل ٿيل آهي. موٽر جي ڪارڪردگي ڇا آهي؟ انجڻ جي هر چڪر لاءِ ڪيتري گرمي جاري ڪئي وئي آهي؟ ڏسو شڪل 13
حل:
جاري ڪيل گرمي جو تعين ڪرڻ لاءِ اهو فرض ڪيو ويو ته حرارتي مشينن ۾ نيٽ جو ڪم خالص گرمي جي منتقلي سسٽم ۾ برابر آهي. ڏسو شڪل 14.
داخلا:
داخلا ، هڪ سسٽم ۾ بي ترتيبي يا بي ترتيبيءَ جو درجو آهي. اينٽراپي توانائي جي ان حصي کي مقدار ٻڌائڻ جي اجازت ڏي ٿو جيڪو ڪم کي پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال نٿو ڪري سگهجي ، يعني اهو هڪ حرارتي ڊرامائيڪ عمل جي ناقابل تبديليت کي ڳڻڻ جي اجازت ڏي ٿو.
هر توانائي منتقلي جيڪا ٿي سگهي ٿي ڪائنات جي داخلا کي وڌائي ٿي ۽ ڪم ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندڙ توانائي جي مقدار گهٽائي ٿي. ڪو به تھرموڊائيڪل عمل هڪ هدايت ۾ اڳتي وڌندو جيڪو ڪائنات جي مجموعي داخلا کي وڌائيندو آهي. ڏسو شڪل 15.
Thermodynamics جو ٽيون قانون
Thermodynamics يا Nerst Postulate جو ٽيون قانون
Thermodynamics جو ٽيون قانون حرارت ۽ ٿڌي هئڻ سان تعلق رکي ٿو. اهو ٻڌائي ٿو ته مطلق صفر تي هڪ نظام جو داخلا هڪ قطعي مستقل آهي. ڏسو شڪل 16.
مڪمل صفر هيٺئين درجه حرارت آهي جنهن جي هيٺان گھٽ ناهي ، سڀ کان وڌيڪ ٿڌي آهي ته اهو جسم ٿي سگهي ٿو. مڪمل صفر 0 K آهي ، -273,15 ºC جي برابر.
نتيجو
چار Thermodynamic اصول آھن. صفر جي اصول ۾ اهو قائم آهي ته حرارتي توازن واقع ٿئي ٿو جڏهن ٻه يا وڌيڪ جسم هڪ ئي درجه حرارت تي هجن.
تھرموڊائنامڪس جو پهريون قانون پروسيس جي وچ ۾ توانائي جي بچاءُ سان تعلق رکي ٿو ، جڏهن ته ٿرموڊائنامڪس جو ٻيو قانون سميٽي کان هيٺيان کان وڌيڪ داخلا طرف هدايت ڪندو آهي ، ۽ گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي يا ڪارڪردگي جيڪا گرمي کي ڪم ۾ تبديل ڪري ٿو.
Thermodynamics جو ٽيون قانون حرارت ۽ کولنگ سان تعلق رکي ٿو ، اهو ٻڌائي ٿو ته صفر صفر تي هڪ نظام جو داخلا هڪ قطعي مستقل آهي.