পদার্থবিজ্ঞানের বিশ্বে একটি শাখা রয়েছে যা তাপ দ্বারা উত্পাদিত রূপান্তরগুলি অধ্যয়ন করার জন্য এবং একটি সিস্টেমে কাজ করার জন্য দায়ী। এটা সম্পর্কে থার্মোডিনামিক্স। এটি পদার্থবিদ্যার একটি শাখা যা ম্যাক্রোস্কোপিক স্তরে তাপমাত্রা এবং শক্তি উভয়ের অবস্থার পরিবর্তনশীলের পরিবর্তনের সাথে জড়িত প্রক্রিয়াগুলির ফলাফল হিসাবে ঘটে এমন সমস্ত রূপান্তর অধ্যয়ন করে। এই বিষয়টি আরও গভীরভাবে জানতে, আপনি পরামর্শ নিতে পারেন তাপগতিবিদ্যার নীতি এবং এছাড়াও তাপমাত্রা ইউনিট সিস্টেম.
এই নিবন্ধে আমরা আপনাকে থার্মোডায়নামিক্স এবং থার্মোডিনামিক্সের নীতিগুলি সম্পর্কে যা জানা দরকার তা আপনাকে জানাতে যাচ্ছি।
প্রধান বৈশিষ্ট্য
আমরা যদি ক্লাসিকাল থার্মোডিনামিক্স বিশ্লেষণ করি তবে আমরা দেখতে পাচ্ছি যে এটি ম্যাক্রোস্কোপিক সিস্টেমের ধারণার উপর ভিত্তি করে। এই সিস্টেমটি শারীরিক বা ধারণাগত ভরগুলির অংশ ছাড়া আর কিছুই নয় যা বাহ্যিক পরিবেশ থেকে পৃথক। থার্মোডায়নামিক সিস্টেমগুলির আরও ভাল অধ্যয়ন করার জন্য, সর্বদা এটি ধরে নেওয়া হয় যে এটি একটি শারীরিক ভর যা বাহ্যিক বাস্তুতন্ত্রের সাথে শক্তির বিনিময় দ্বারা বিরক্ত হয় না।
একটি ম্যাক্রোস্কোপিক সিস্টেমের অবস্থা কী ভারসাম্য শর্তের অধীনে এটি থার্মোডাইনামিক ভেরিয়েবল বলে পরিমাণ দ্বারা নির্দিষ্ট করা হয়। আমরা এই সমস্ত পরিবর্তনশীলগুলি জানি এবং সেগুলি হল তাপমাত্রা, চাপ, আয়তন এবং রাসায়নিক গঠন। এই সমস্ত চলকই সিস্টেম এবং তাদের ভারসাম্যকে সংজ্ঞায়িত করে। রাসায়নিক তাপগতিবিদ্যায় ব্যবহৃত প্রধান স্বরলিপিগুলি আন্তর্জাতিক প্রয়োগিত ইউনিয়নের মাধ্যমে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে। এই এককগুলির সাহায্যে আপনি তাপগতিবিদ্যার সূত্রটি আরও ভালোভাবে ব্যাখ্যা করতে পারবেন। উপরন্তু, গবেষণা এনট্রপি এই ক্ষেত্রেও অপরিহার্য।
তবে, থার্মোডাইনামিক্সের একটি শাখা রয়েছে যা ভারসাম্যহীন অধ্যয়ন করে না, তবে থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া বিশ্লেষণের জন্য দায়বদ্ধ যা মূলত বৈশিষ্ট্যযুক্ত স্থিতিশীল উপায়ে ভারসাম্য শর্ত অর্জন করার ক্ষমতা না থাকা। এটি আচরণ বোঝার গুরুত্বের সাথে সম্পর্কিত থার্মোডাইনামিক চক্র এই প্রক্রিয়াগুলিতে।
আইন
উনিশ শতকে নীতিগুলি নিন্দা করা হয়েছিল এবং সেগুলি হল সমস্ত রূপান্তর এবং তাদের অগ্রগতি নিয়ন্ত্রণ করার দায়িত্বে রয়েছেন তারা। তারা প্রকৃত ধারণা অর্জনের জন্য প্রকৃত সীমা কী তা বিশ্লেষণ করে। এগুলি এমন স্বতঃসিদ্ধ ধারণা যা প্রমাণ করা যায় না কিন্তু অভিজ্ঞতার ভিত্তিতে অপ্রমাণিত। তাপগতিবিদ্যার প্রতিটি তত্ত্ব এই নীতিগুলির উপর ভিত্তি করে। আমরা ৩টি মৌলিক নীতি এবং শূন্য নীতিকে আলাদা করতে পারি, যা তাপমাত্রা নির্ধারণ করে এবং অন্য ৩টি নীতির মধ্যে অন্তর্নিহিত।
শূন্য আইন
আসুন এই শূন্যতম সূত্রটি বর্ণনা করি, যা প্রথম সূত্র যা তাপমাত্রা বর্ণনা করার জন্য দায়ী, যা বাকি নীতিগুলিতে অন্তর্নিহিত। যখন দুটি সিস্টেম একে অপরের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে এবং তাপীয় ভারসাম্য বজায় রাখে, তখন তারা কিছু বৈশিষ্ট্য ভাগ করে নেয়। তাদের ভাগ করা এই বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করা যেতে পারে এবং একটি সংখ্যাসূচক মান দেওয়া যেতে পারে। ফলস্বরূপ, যদি দুটি সিস্টেম তৃতীয়টির সাথে ভারসাম্যপূর্ণ থাকে, তবে তারা একে অপরের সাথে ভারসাম্যপূর্ণ থাকবে এবং ভাগ করা সম্পত্তি হল তাপমাত্রা।
অতএব, এই শূন্য নীতিটি কেবল বলে যে যদি একটি বস্তু A একটি বস্তু B এর সাথে ভারসাম্যপূর্ণ ছিল এবং এই বস্তু B একটি বস্তু C এর সাথে তাপীয় ভারসাম্যপূর্ণ ছিল, তাহলে বস্তু A এবং Cও ভারসাম্যপূর্ণ হবে। তাপীয়। এই নীতিটি বিভিন্ন তাপমাত্রায় বস্তুর মধ্যে তাপ বিনিময় বুঝতে সাহায্য করে। যারা এই আইনগুলি আরও ভালোভাবে বুঝতে চান, আমি তাদের পৃষ্ঠাটি দেখার পরামর্শ দিচ্ছি পদার্থবিদ্যার শাখা.
থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইন
যখন কোনও বস্তুকে ঠান্ডা বস্তুর সংস্পর্শে রাখা হয়, তখন একটি রূপান্তর ঘটে যা ভারসাম্যের অবস্থার দিকে পরিচালিত করে। এই ভারসাম্যের অবস্থা দুটি বস্তুর তাপমাত্রা সমান হওয়ার উপর ভিত্তি করে, যেহেতু গরম বস্তু এবং ঠান্ডা বস্তুর মধ্যে শক্তি স্থানান্তর ঘটে। এই ঘটনাটি ব্যাখ্যা করার জন্য, বিজ্ঞানীরা ধরে নিয়েছিলেন যে বৃহত্তর পরিমাণে উপস্থিত একটি গরম পদার্থ ঠান্ডা বস্তুতে প্রবেশ করবে। এমন একটি তরল পদার্থের কথা ভাবা হয়েছিল যা তাপ বিনিময়ের জন্য ভরের মধ্য দিয়ে চলাচল করতে পারে।
এই নীতিটি তাপকে শক্তির একটি রূপ হিসেবে চিহ্নিত করার জন্য দায়ী। এটি কোনও বস্তুগত পদার্থ নয়। এইভাবে, এটি প্রমাণ করা সম্ভব হয়েছিল যে ক্যালোরিতে পরিমাপ করা তাপ এবং জুলে পরিমাপ করা কাজ সমতুল্য। অতএব, আমরা আজ জানি যে 1 ক্যালোরি প্রায় 4,186 জোলি।
এটা বলা যেতে পারে যে তাপগতিবিদ্যার প্রথম নীতি হল শক্তি সংরক্ষণের নীতি। একটি তাপ ইঞ্জিনে কিছু পরিমাণ শক্তি কাজে রূপান্তরিত হয় এবং এমন কোনও যন্ত্র নেই যা শক্তি গ্রহণ না করে এই ধরনের কাজ তৈরি করতে পারে। আমরা এই প্রথম নীতিটি এভাবে প্রতিষ্ঠা করতে পারি: একটি বদ্ধ তাপগতিবিদ্যা ব্যবস্থার অভ্যন্তরীণ শক্তির তারতম্য সিস্টেমে সরবরাহ করা তাপ এবং পরিবেশে উক্ত সিস্টেম দ্বারা সম্পাদিত কাজের মধ্যে পার্থক্যের সমান।
থার্মোডিনামিক্সের দ্বিতীয় আইন
এই নীতিটি প্রতিষ্ঠিত করে যে এমন একটি চক্রাকার যন্ত্র তৈরি করা অসম্ভব যার একমাত্র ফলাফল হল ঠান্ডা বস্তু থেকে উষ্ণ বস্তুতে তাপ স্থানান্তর। আমরা বলতে পারি যে এমন একটি রূপান্তর করা অসম্ভব যার ফলাফল কেবল হবে আমরা একক উত্স থেকে যান্ত্রিক কাজে রূপ নিয়েছি এমন তাপকে রূপান্তরিত করা।
এই নীতিটি দ্বিতীয় ধরণের সুপরিচিত চিরস্থায়ী গতির অস্তিত্বের সম্ভাবনা অস্বীকার করার জন্য দায়ী। আমরা জানি যে যখন একটি বিপরীতমুখী রূপান্তর ঘটে তখন কোনও সিস্টেমের এনট্রপি কোনও পরিবর্তন ছাড়াই বিচ্ছিন্ন থাকে। আমরা এটাও জানি যে যখন একটি অপরিবর্তনীয় রূপান্তর ঘটে তখন এটি বৃদ্ধি পায়।
থার্মোডিনামিক্সের তৃতীয় আইন
এই শেষ নীতিটি দ্বিতীয়টির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং এটিকে এরই একটি পরিণতি হিসেবে বিবেচনা করা হয়। এই নীতিতে বলা হয়েছে যে সীমিত সংখ্যক রূপান্তরের মাধ্যমে পরম শূন্যে পৌঁছানো সম্ভব নয়। আমরা জানি যে পরম শূন্য হল সর্বনিম্ন তাপমাত্রা যা পৌঁছানো যায় তার চেয়ে বেশি কিছু নয়। ইউনিটে আমরা জানি কেলভিন ০, কিন্তু ডিগ্রি সেলসিয়াসে এর মান -২৭৩.১৫ ডিগ্রি।
এটি আরও প্রতিষ্ঠিত করে যে, একটি নিখুঁত স্ফটিকযুক্ত এবং ০ কেলভিন তাপমাত্রার কঠিন পদার্থের এনট্রপি ০ এর সমান। এর অর্থ হল কোনও এনট্রপি থাকবে না, তাই সিস্টেমটি সম্পূর্ণ স্থিতিশীল থাকবে। ০ কেলভিন তাপমাত্রায় এটি তৈরিকারী কণাগুলির মুক্তি, অনুবাদ এবং ঘূর্ণনের শক্তি কিছুই হবে না।
আমি আশা করি যে এই তথ্যের সাহায্যে আপনি থার্মোডিনামিক্স এবং মৌলিক নীতিগুলি সম্পর্কে আরও শিখতে পারেন।