அடிப்படை மின்சாரம்தொழில்நுட்பம்

வெப்ப இயக்கவியல், அது என்ன மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

வெப்ப இயக்கவியல் என்பது ஆற்றலின் ஆய்வை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு அறிவியல். வெப்பமண்டல செயல்முறைகள் அன்றாட வாழ்க்கையில், வீடுகளில், தொழில்துறையில், ஏர் கண்டிஷனிங் கருவிகள், குளிர்சாதன பெட்டிகள், கார்கள், கொதிகலன்கள் போன்ற ஆற்றல் மாற்றத்துடன் தினமும் நிகழ்கின்றன. ஆகவே வெப்பவியக்கவியல் ஆய்வின் முக்கியத்துவம், ஆற்றலின் தரம் மற்றும் அளவு மற்றும் வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான உறவுகளை நிறுவும் நான்கு அடிப்படை சட்டங்களின் அடிப்படையில்.

தெர்மோடைனமிக்ஸின் விதிகளைப் புரிந்து கொள்ள, ஒரு சுலபமான வழியில், ஆற்றல், வெப்பம், வெப்பநிலை போன்றவற்றில் கீழே வெளிப்படும் சில அடிப்படைக் கருத்துகளிலிருந்து தொடங்க வேண்டும்.

கட்டுரையைப் பார்க்க உங்களை அழைக்கிறோம் வாட் சட்டத்தின் சக்தி (பயன்பாடுகள் - பயிற்சிகள்)

வாட்டின் சட்டத்தின் சக்தி (பயன்பாடுகள் - பயிற்சிகள்) கட்டுரை அட்டை
citeia.com

வெப்ப இயக்கவியல்

வரலாற்றின் ஒரு பிட்:

செயல்முறைகளில் ஆற்றலின் பரிமாற்றங்கள் மற்றும் மாற்றங்களை வெப்ப இயக்கவியல் ஆய்வு செய்கிறது. ஏற்கனவே 1600 களில் கலிலியோ கண்ணாடி வெப்பமானியின் கண்டுபிடிப்பு மற்றும் ஒரு திரவத்தின் அடர்த்தி மற்றும் அதன் வெப்பநிலையின் உறவு ஆகியவற்றுடன் இந்த பகுதியில் ஆய்வுகளை மேற்கொள்ளத் தொடங்கினார்.

தொழில்துறை புரட்சியின் மூலம், வெப்பம், வேலை மற்றும் எரிபொருட்களின் ஆற்றல் ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான உறவுகளை அறிந்து கொள்வதற்கும், நீராவி என்ஜின்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கும், வெப்பவியல் இயக்கவியல் ஒரு ஆய்வு அறிவியலாக 1697 இல் தொடங்கி தாமஸ் சவேரியின் நீராவி இயந்திரத்துடன் தொடங்குகிறது. . வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் மற்றும் இரண்டாவது விதிகள் 1850 இல் நிறுவப்பட்டன. ஜூல், கெல்வின், கிளாசியஸ், போல்ட்ஜ்மேன், கார்னோட், கிளாபிரான், கிப்ஸ், மேக்ஸ்வெல் போன்ற பல விஞ்ஞானிகள் இந்த அறிவியலின் வளர்ச்சிக்கு பங்களித்தனர், "தெர்மோடைனமிக்ஸ்."

வெப்ப இயக்கவியல் என்றால் என்ன?

வெப்ப இயக்கவியல் என்பது ஆற்றல் மாற்றங்களை ஆய்வு செய்யும் ஒரு அறிவியல். ஆரம்பத்தில் நீராவி என்ஜின்களில் வெப்பத்தை எவ்வாறு மாற்றுவது என்று ஆய்வு செய்யப்பட்டதிலிருந்து, இந்த புதிய விஞ்ஞானத்திற்கு பெயரிட "தெர்மோஸ்" மற்றும் "டைனமிஸ்" என்ற கிரேக்க சொற்கள் பயன்படுத்தப்பட்டு, "தெர்மோடைனமிக்ஸ்" என்ற வார்த்தையை உருவாக்கியது. படம் 1 ஐக் காண்க.

வெப்ப இயக்கவியல் என்ற வார்த்தையின் தோற்றம்
citeia.com (அத்தி 1)

வெப்ப இயக்கவியல் பயன்பாடுகள்

வெப்ப இயக்கவியலைப் பயன்படுத்துவதற்கான பகுதி மிகவும் அகலமானது. ஆற்றலின் மாற்றம் மனித உடலில் இருந்து, உணவு செரிமானத்துடன், தயாரிப்புகளின் உற்பத்திக்கான பல தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்கு பல செயல்முறைகளில் நிகழ்கிறது. வீடுகளில் இரும்புகள், வாட்டர் ஹீட்டர்கள், ஏர் கண்டிஷனர்கள் போன்றவற்றுக்கு வெப்ப இயக்கவியல் பயன்படுத்தப்படும் சாதனங்களும் உள்ளன. மின் உற்பத்தி நிலையங்கள், ஆட்டோமொபைல்கள் மற்றும் ராக்கெட்டுகள் போன்ற பல்வேறு துறைகளிலும் வெப்ப இயக்கவியலின் கொள்கைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. படம் 2 ஐக் காண்க.

வெப்ப இயக்கவியலின் சில பயன்கள்
citeia.com (அத்தி 2)

இன் அடிப்படைகள் வெப்ப இயக்கவியல்

ஆற்றல் (இ)

எந்தவொரு பொருள் அல்லது பொருள் அல்லாத உடல் அல்லது அமைப்பின் சொத்து அதன் நிலைமை அல்லது நிலையை மாற்றுவதன் மூலம் மாற்ற முடியும். இது பொருளை நகர்த்தும் திறன் அல்லது திறன் என்றும் வரையறுக்கப்படுகிறது. படம் 3 இல் நீங்கள் சில ஆற்றல் மூலங்களைக் காணலாம்.

ஆற்றல் மூலங்கள்
citeia.com (அத்தி 3)

ஆற்றல் வடிவங்கள்

காற்று, மின், இயந்திர, அணுசக்தி என பல வடிவங்களில் ஆற்றல் வருகிறது. வெப்ப இயக்கவியல் ஆய்வில், இயக்க ஆற்றல், சாத்தியமான ஆற்றல் மற்றும் உடல்களின் உள் ஆற்றல் ஆகியவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இயக்க ஆற்றல் (ஈசி) வேகம், உயரத்துடன் கூடிய ஆற்றல் (எபி) மற்றும் உள் மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்துடன் உள் ஆற்றல் (யு) ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. படம் 4 ஐக் காண்க.

வெப்ப இயக்கவியலில் இயக்கவியல், ஆற்றல் மற்றும் உள் ஆற்றல்.
citeia.com (அத்தி 4)

வெப்பம் (கே):

வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் இருக்கும் இரண்டு உடல்களுக்கு இடையில் வெப்ப ஆற்றலை மாற்றுவது. வெப்பம் ஜூல், பி.டி.யு, பவுண்டு-அடி அல்லது கலோரிகளில் அளவிடப்படுகிறது.

வெப்பநிலை (டி):

இது எந்தவொரு பொருள் பொருளையும் உருவாக்கும் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றலின் அளவீடு ஆகும். இது ஒரு பொருளின் உள் மூலக்கூறுகளின், அதன் வெப்ப ஆற்றலின் கிளர்ச்சியின் அளவை அளவிடுகிறது. மூலக்கூறுகளின் அதிக இயக்கம், அதிக வெப்பநிலை. இது டிகிரி செல்சியஸ், டிகிரி கெல்வின், டிகிரி ராங்கைன் அல்லது டிகிரி பாரன்ஹீட் ஆகியவற்றில் அளவிடப்படுகிறது. படம் 5 இல் சில வெப்பநிலை அளவீடுகளுக்கு இடையிலான சமநிலை வழங்கப்படுகிறது.

சில ஒப்பீடுகள் மற்றும் வெப்பநிலை அளவுகள்.
citeia.com (அத்தி 5)

வெப்ப இயக்கவியல் கோட்பாடுகள்

வெப்ப இயக்கவியலில் ஆற்றல் மாற்றங்களைப் பற்றிய ஆய்வு நான்கு விதிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. முதல் மற்றும் இரண்டாவது சட்டங்கள் ஆற்றலின் தரம் மற்றும் அளவு தொடர்பானவை; மூன்றாவது மற்றும் நான்காவது சட்டங்கள் வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் (வெப்பநிலை மற்றும் என்ட்ரோபி) தொடர்பானவை. 6 மற்றும் 7 புள்ளிவிவரங்களைக் காண்க.

வெப்ப இயக்கவியலில் ஆற்றல் தொடர்பான சட்டங்கள்.
citeia.com (அத்தி 6)

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி:

முதல் சட்டம் ஆற்றல் பாதுகாப்பு கொள்கையை நிறுவுகிறது. ஆற்றலை ஒரு உடலில் இருந்து இன்னொரு உடலுக்கு மாற்றலாம், அல்லது மற்றொரு வடிவ ஆற்றலுக்கு மாற்றலாம், ஆனால் அது எப்போதும் பாதுகாக்கப்படுகிறது, எனவே மொத்த ஆற்றலின் அளவு எப்போதும் மாறாமல் இருக்கும்.

வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் தொடர்பான சட்டங்கள்
citeia.com (அத்தி 7)

ஸ்கேட்டிங் வளைவு என்பது ஆற்றல் பாதுகாப்பு சட்டத்தின் ஒரு சிறந்த எடுத்துக்காட்டு, அங்கு ஆற்றல் உருவாக்கப்படவில்லை அல்லது அழிக்கப்படவில்லை, ஆனால் அது மற்றொரு வகை ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. படம் 8 இல் உள்ளதைப் போன்ற ஒரு ஸ்கேட்டருக்கு, ஈர்ப்பு விசை மட்டுமே பாதிக்கும்போது, ​​நாம் செய்ய வேண்டியது:

  • நிலை 1: ஸ்கேட்டர் வளைவின் உச்சியில் இருக்கும்போது, ​​அவர் இருக்கும் உயரத்தின் காரணமாக அவருக்கு உள் ஆற்றல் மற்றும் ஆற்றல் உள்ளது, ஆனால் அவர் இயக்கத்தில் இல்லாததால் அவரது இயக்க ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும் (வேகம் = 0 மீ / வி).
  • நிலை 2: ஸ்கேட்டர் வளைவில் இருந்து சரியத் தொடங்கும் போது, ​​உயரம் குறைகிறது, உள் ஆற்றலையும் சாத்தியமான ஆற்றலையும் குறைக்கிறது, ஆனால் அவரது வேகம் அதிகரிக்கும் போது அவரது இயக்க ஆற்றலை அதிகரிக்கிறது. ஆற்றல் இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. வளைவு வளைவின் மிகக் குறைந்த புள்ளியை (நிலை 2) அடையும் போது, ​​அவரது சாத்தியமான ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகும் (உயரம் = 0 மீ), அதே நேரத்தில் அவர் வளைவில் இருந்து தனது பயணத்தில் மிக உயர்ந்த வேகத்தைப் பெறுகிறார்.
  • நிலை 3: வளைவில் செல்லும்போது, ​​ஸ்கேட்டர் வேகத்தை இழந்து, அவரது இயக்க ஆற்றலைக் குறைக்கிறது, ஆனால் உள் ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது, மேலும் உயரத்தை அதிகரிக்கும்போது சாத்தியமான ஆற்றல் அதிகரிக்கும்.
வெப்ப இயக்கவியலில் ஆற்றலின் பாதுகாப்பு.
citeia.com (அத்தி 8)

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி:

இரண்டாவது விதி ஆற்றலின் "தரம்" உடன் தொடர்புடையது, ஆற்றலை மாற்றுவது மற்றும் / அல்லது பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்துவதில். உண்மையான செயல்முறைகளில் ஆற்றலின் தரம் குறையும் என்பதை இந்த சட்டம் நிறுவுகிறது. தெர்மோடைனமிக் சொத்து "என்ட்ரோபி" இன் வரையறை அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இரண்டாவது சட்டத்தின் அறிக்கைகளில், ஒரு செயல்முறை எப்போது நிகழும், அது இயலாதபோது, ​​முதல் சட்டம் தொடர்ந்து பின்பற்றப்பட்டாலும் கூட அது நிறுவப்படுகிறது. படம் 9 ஐக் காண்க.

வெப்ப பரிமாற்றத்தின் உணர்வு.
citeia.com (அத்தி 9)

பூஜ்ஜிய சட்டம்:

மூன்றில் ஒரு பகுதியுடன் சமநிலையில் இரண்டு அமைப்புகள் இருந்தால் அவை ஒருவருக்கொருவர் சமநிலையில் இருக்கும் என்று பூஜ்ஜிய சட்டம் கூறுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, படம் 10 க்கு, A ஆனது C உடன் வெப்ப சமநிலையிலும், C ஆனது B உடன் வெப்ப சமநிலையிலும் இருந்தால், A ஆனது B உடன் வெப்ப சமநிலையில் உள்ளது.

வெப்ப இயக்கவியலின் பூஜ்ஜிய விதி
citeia.com (அத்தி 10)

டி இன் பிற கருத்துக்கள்ermodynamics

அமைப்பு

ஆர்வமுள்ள அல்லது படிக்கும் பிரபஞ்சத்தின் ஒரு பகுதி. படம் 11 இல் உள்ள காபி கோப்பைக்கு, "சிஸ்டம்" என்பது கோப்பையின் (காபி) உள்ளடக்கமாகும், அங்கு வெப்ப ஆற்றலின் பரிமாற்றத்தைப் படிக்கலாம். படம் 12 ஐக் காண்க. [4]

ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பின் அமைப்பு, எல்லை மற்றும் சூழல்.
citeia.com (அத்தி 11)

சூழல்

இது ஆய்வின் கீழ் உள்ள அமைப்புக்கு வெளிப்புறமான பிரபஞ்சத்தின் எஞ்சிய பகுதியாகும். படம் 12 இல், காபி கோப்பை காபி (அமைப்பு) கொண்டிருக்கும் "எல்லை" என்றும், கோப்பைக்கு வெளியே (எல்லை) அமைப்பின் "சூழல்" என்றும் கருதப்படுகிறது.

தெர்மோடைனமிக் சமநிலையை விளக்கும் தெர்மோடைனமிக் அமைப்பு.
citeia.com (அத்தி 12)

தெர்மோடைனமிக் சமநிலை

அமைப்பின் பண்புகள் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட மற்றும் காலப்போக்கில் வேறுபடாத நிலை. ஒரு அமைப்பு வெப்ப சமநிலை, இயந்திர சமநிலை மற்றும் வேதியியல் சமநிலை ஆகியவற்றை முன்வைக்கும்போது, ​​அது “வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலையில்” உள்ளது. சமநிலையில், ஒரு வெளிப்புற முகவர் செயல்படாவிட்டால் ஒரு அமைப்பு அதன் நிலையை மாற்ற முடியாது. படம் 13 ஐக் காண்க.

தெர்மோடைனமிக் சமநிலை
citeia.com (அத்தி 13)

பரேட்

அமைப்புகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை அனுமதிக்கும் அல்லது தடுக்கும் நிறுவனம். சுவர் பொருளைக் கடக்க அனுமதித்தால், அது ஒரு ஊடுருவக்கூடிய சுவர் என்று கூறப்படுகிறது. ஒரு அடிபயாடிக் சுவர் என்பது இரண்டு அமைப்புகளுக்கு இடையில் வெப்ப பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்காது. சுவர் வெப்ப ஆற்றலை மாற்ற அனுமதிக்கும் போது அது ஒரு நீரிழிவு சுவர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. படம் 14 ஐக் காண்க.

ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பின் சுவர்
citeia.com (14 அத்தி)

முடிவுகளை

ஆற்றல் என்பது பொருளை நகர்த்தும் திறன். அதன் நிலைமை அல்லது நிலையை மாற்றுவதன் மூலம் இதை மாற்ற முடியும்.

தெர்மோடைனமிக்ஸ் என்பது ஒரு விஞ்ஞானமாகும், இது செயல்முறைகளில் ஆற்றலின் பரிமாற்றங்கள் மற்றும் மாற்றங்களை ஆய்வு செய்கிறது. வெப்ப இயக்கவியலில் ஆற்றல் மாற்றங்களைப் பற்றிய ஆய்வு நான்கு விதிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. முதல் மற்றும் இரண்டாவது சட்டங்கள் ஆற்றலின் தரம் மற்றும் அளவு தொடர்பானவை; மூன்றாவது மற்றும் நான்காவது சட்டங்கள் வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் (வெப்பநிலை மற்றும் என்ட்ரோபி) தொடர்பானவை.

வெப்பநிலை என்பது ஒரு உடலை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகளின் கிளர்ச்சியின் அளவைக் குறிக்கிறது, அதே நேரத்தில் வெப்பம் என்பது வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் இருக்கும் இரண்டு உடல்களுக்கு இடையில் வெப்ப ஆற்றலை மாற்றுவதாகும்.

அமைப்பு ஒரே நேரத்தில் வெப்ப சமநிலை, இயந்திர சமநிலை மற்றும் வேதியியல் சமநிலையில் இருக்கும்போது வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலை உள்ளது.

நன்றி குறிப்பு: இந்த கட்டுரையின் வளர்ச்சிக்கு, ஆலோசனையைப் பெற்ற பெருமை எங்களுக்கு கிடைத்துள்ளது மேரிசோல் பினோ, தொழில்துறை கருவி மற்றும் கட்டுப்பாட்டு நிபுணர்.