ऊष्मप्रवैगिकी: त्वरित अवलोकन
परिभाषा: थर्मोडायनामिक्स भौतिकी की वह शाखा है जो भौतिक प्रणालियों में ऊर्जा हस्तांतरण, रूपांतरण और उपयोग को नियंत्रित करने वाले सिद्धांतों और कानूनों से संबंधित है।
ऊष्मप्रवैगिकी के नियम:
पहला नियम (ऊर्जा संरक्षण का नियम): ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित या परिवर्तित किया जा सकता है।
दूसरा नियम (एंट्रॉपी का नियम): जब तक व्यवस्था बनाए रखने के लिए ऊर्जा खर्च नहीं की जाती, प्राकृतिक प्रक्रियाएं बढ़ती अव्यवस्था (एंट्रॉपी) की ओर बढ़ती हैं।
तीसरा नियम: जैसे-जैसे तापमान परम शून्य के करीब पहुंचता है, एक पूर्ण क्रिस्टल की एन्ट्रापी शून्य के करीब पहुंचती है।
सिस्टम और परिवेश: थर्मोडायनामिक्स में, एक सिस्टम अध्ययन के तहत ब्रह्मांड का विशिष्ट हिस्सा है, और परिवेश में सिस्टम के बाहर की हर चीज़ शामिल होती है।
सिस्टम के प्रकार:
ओपन सिस्टम: अपने परिवेश के साथ पदार्थ और ऊर्जा दोनों का आदान-प्रदान करता है।
बंद प्रणाली: ऊर्जा हस्तांतरण की अनुमति देती है लेकिन पदार्थ के आदान-प्रदान की नहीं।
पृथक प्रणाली: परिवेश के साथ न तो पदार्थ और न ही ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है।
थर्मल संतुलन: थर्मल संपर्क में दो प्रणालियाँ थर्मल संतुलन तक पहुँचती हैं जब उनके बीच गर्मी का कोई शुद्ध प्रवाह नहीं होता है।
ऊष्मप्रवैगिकी में प्रक्रियाएँ:
रुद्धोष्म: कोई ताप स्थानांतरण नहीं।
इज़ोटेर्माल: लगातार तापमान।
आइसोबैरिक: लगातार दबाव।
आइसोकोरिक: स्थिर आयतन।
ऊष्मा इंजन और दक्षता: ऊष्मा इंजन तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करते हैं। दक्षता कुल ताप इनपुट के लिए उपयोगी कार्य आउटपुट का अनुपात है।
कार्नोट चक्र: एक आदर्श प्रतिवर्ती थर्मोडायनामिक चक्र जो संभवतः सबसे कुशल इंजन का प्रतिनिधित्व करता है। इसमें इज़ोटेर्मल और एडियाबेटिक प्रक्रियाएं शामिल हैं।
एन्ट्रॉपी और विकार: एन्ट्रॉपी एक प्रणाली में विकार या यादृच्छिकता का एक माप है। यह पृथक प्रणालियों में समय के साथ बढ़ता जाता है।
अनुप्रयोग: इंजीनियरिंग, रसायन विज्ञान, मौसम विज्ञान और ऊर्जा उत्पादन सहित विभिन्न क्षेत्रों में थर्मोडायनामिक्स महत्वपूर्ण है। यह अधिकतम दक्षता के लिए सिस्टम के डिज़ाइन और अनुकूलन का मार्गदर्शन करता है।
थर्मोडायनामिक्स के सिद्धांतों को समझना ऊर्जा परिवर्तनों में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और भौतिक प्रणालियों की एक विस्तृत श्रृंखला के डिजाइन और कामकाज के लिए मौलिक है।
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