उष्मागतिकी

उष्मागतिकी

उष्मागतिकी (थर्मोडीनमिक्स) भौतिकी की  वो शाखा जो गर्मी ,कार्य एवं तापमान और ऊर्जा ,एन्ट्रापी, और पदार्थ (मैटर) और विकिरण (रेडिएशन ) के भौतिक गुणों से उनके संबंध से संबंधित है। इन सभी उष्मागतिकी मात्रा का व्यवहार उष्मागतिकी के चार  कानून सम्हालते हैं। ये चार कानून , कुछ ही औसती मात्रा की  मदद से  इन सभी उष्मागतिकी  मात्रा  एक अच्छा , मात्रात्मक विवाराण  बता सकते हैं, जिनको हम चाहे तो हम सूक्ष्म घटक( माइक्रोस्कोपिक कोंस्टीटूएंट्स ) के मामले में भी समझा सकते है( सांख्यिकीय यांत्रिकी के साहारे )। उष्मागतिकी कई सारे वैज्ञानी और अभियांत्रिकी विषयो में लगाया जाता है,खासकर की भौतिकी रसायन ,जीविक रसायन , रासायनिक अभियांत्रिकी और यांत्रिक अभियांत्रिकी और कई और मनो ग्रंथि शाखा में जैसे की मौसम विज्ञान में।

ऐतिहासिक दृष्टि के हिसाब से' , उष्मागतिकी , पुराने भाप इंजनो को काम से काम ऊर्जा के सहारे ज़्यादे से ज़्यादा कार्य कराने के लिए (एफिशिएंसी) बनाया गया था। इस भौतिकी शाखा को बनाने मे फ्रेंच भौतिकी वैज्ञानिक सदी करनोत (साडी कार्नो (1824))(१८२४) का हाथ था,जिनकी सोच ये थी की इन्ही भाप इंजनों के सहारे फ्रांस नेपोलियोनिक युद्ध जीत सकता था। उष्मागतिकी की सबसे पहली परिभाषा स्कॉट-आयरिश भौतिक वैज्ञानिक श्रीमान केल्विन ने दी थी , जिसके अनुसार "उष्मागतिकी निकायों के सन्निहित भागों के बीच कार्य करने वाली शक्तियों के लिए ऊष्मा के संबंध और विद्युत एजेंसी के लिए ऊष्मा के संबंध का विषय है। " 

यांत्रिक ताप इंजनों के लिए उष्मागतिकी का प्रारंभिक अनुप्रयोग रासायनिक यौगिकों और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अध्ययन के लिए जल्दी से बढ़ा दिया गया था। रासायनिक उष्मागतिकी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रक्रिया में एन्ट्रापी की भूमिका की प्रकृति का अध्ययन करती है और इसने क्षेत्र के विस्तार और ज्ञान का बड़ा हिस्सा प्रदान किया है। उष्मागतिकी के अन्य सूत्र सामने आए। सांख्यिकीय उष्मागतिकी, या सांख्यिकीय यांत्रिकी, अपने सूक्ष्म व्यवहार से कणों की सामूहिक गति की सांख्यिकीय भविष्यवाणियों से संबंधित है। 1909 में, कॉन्स्टेंटिन कैराथोडोरी ने एक स्वयंसिद्ध सूत्रीकरण में एक विशुद्ध रूप से गणितीय दृष्टिकोण प्रस्तुत किया, एक विवरण जिसे अक्सर ज्यामितीय थर्मोडायनामिक्स कहा जाता है।

परिचय

किसी भी उष्मागतिकी प्रणाली में चार उष्मागतिकी कानूनों का इस्तेमाल होता है जो एक स्वयंसिद्ध आधार बनाते हैं। उष्मागतिकी सबसे पहला नियम ये कहता है की ऊर्जा को पदार्थ प्रणालियों के बीच में गर्मी एवं कार्य के द्वारा एक दूसरे की तरफ भेजा जा सकता है। दूसरा नियम एन्ट्रापी नामक मात्रा के बारे में बताता है,जो की सभी उष्मागतिकी प्रक्रियाओं की दिशा का निर्णय करता है और जिसके सहारे हम लोग किसी एक व्यवस्थ से कितना ज़्यादा सहायक कार्य निकाल सकते हैं।

उष्मागतिकी में वस्तुओं के बड़े समूहों के बीच बातचीत का अध्ययन और वर्गीकरण किया जाता है। उष्मागतिकी की पढाई के मामले में सबसे केंद्रीय विषय उष्मागतिकी व्यवस्थाए और परिवेश है। एक उष्मागतिकी व्यवस्थाए (system) कई सारे अनु से बना होता है , जिसके गुणों का पता इन सभी अणुओ के गतिवान (Motion) के मध्यम से होता है। ये सभी गुण , एक दूसरे से कई सारे स्तिथि के समीकरण के द्वारा एक दूसरे से सम्बंधोत होते हैं। ये भी होता है की हम लोग कुछ पहले से जाने हुए उष्मागतिकी गुणों के सहारे से कई और ज़रूरी गन निकाल सकते हैं।

इन उपकरणों के साथ, उष्मागतिकी का उपयोग यह वर्णन करने के लिए किया जा सकता है कि सिस्टम अपने पर्यावरण में परिवर्तन का जवाब कैसे देते हैं। इसे विज्ञान और इंजीनियरिंग में विभिन्न विषयों पर लागू किया जा सकता है, जैसे इंजन, चरण संक्रमण, रासायनिक प्रतिक्रियाएं, परिवहन घटना, और यहां तक ​​कि ब्लैक होल भी। उष्मागतिकी के परिणाम भौतिकी के अन्य क्षेत्रों के लिए और रसायन विज्ञान, रसायन इंजीनियरिंग, जंग इंजीनियरिंग, एयरोस्पेस इंजीनियरिंग, मैकेनिकल इंजीनियरिंग, सेल बायोलॉजी, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग, सामग्री विज्ञान और अर्थशास्त्र के लिए आवश्यक हैं।

यह लेख मुख्य रूप से शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स पर केंद्रित है जो मुख्य रूप से थर्मोडायनामिक सिस्टम के संतुलन का अध्ययन करता है। गैर-संतुलन उष्मागतिकी को अक्सर शास्त्रीय उपचार के विस्तार के रूप में माना जाता है, लेकिन सांख्यिकीय यांत्रिकी ने उस क्षेत्र में कई प्रगति की है।

इतिहास

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उष्मागतिकी के मूल आठ संस्थापक स्कूलों के उष्मागतिकी प्रतिनिधि। थर्मोडायनामिक्स के आधुनिक संस्करणों को स्थापित करने में सबसे स्थायी प्रभाव वाले स्कूल बर्लिन स्कूल हैं, विशेष रूप से रुडोल्फ क्लॉजियस की 1865 की पाठ्यपुस्तक द मैकेनिकल थ्योरी ऑफ हीट, वियना स्कूल, लुडविग बोल्ट्जमैन के सांख्यिकीय यांत्रिकी और गिब्सियन स्कूल में स्थापित हैं। येल विश्वविद्यालय में, अमेरिकी इंजीनियर विलार्ड गिब्स '1876 रासायनिक थर्मोडायनामिक्स लॉन्च करने वाले विषम पदार्थों के संतुलन पर।

एक वैज्ञानिक अनुशासन के रूप में उष्मागतिकी का इतिहास आम तौर पर ओटो वॉन गुएरिके से शुरू होता है, जिन्होंने 1650 में, दुनिया का पहला वैक्यूम पंप बनाया और डिजाइन किया और अपने मैगडेबर्ग गोलार्धों का उपयोग करके एक वैक्यूम का प्रदर्शन किया। अरस्तू की लंबे समय से चली आ रही । इस धारणा का खंडन करने के लिए गुएरिके को एक निर्वात बनाने के लिए प्रेरित किया गया था कि 'प्रकृति एक निर्वात से घृणा करती है'। गुएरिक के कुछ समय बाद, एंग्लो-आयरिश भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ रॉबर्ट बॉयल ने ग्वेरिक के डिजाइनों के बारे में सीखा था और, 1656 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक रॉबर्ट हुक के साथ समन्वय में, एक वायु पंप का निर्माण किया। इस पंप का उपयोग करके, बॉयल और हुक ने दबाव, तापमान के बीच एक संबंध देखा। , और मात्रा। समय के साथ, बॉयल का नियम तैयार किया गया, जिसमें कहा गया है कि दबाव और आयतन व्युत्क्रमानुपाती होते हैं। फिर, 1679 में, इन अवधारणाओं के आधार पर, बॉयल नाम के डेनिस पापिन के एक सहयोगी ने स्टीम डाइजेस्टर का निर्माण किया, जो एक कसकर फिटिंग ढक्कन वाला एक बंद बर्तन था जो एक उच्च दबाव उत्पन्न होने तक भाप को सीमित रखता था।

बाद के डिजाइनों ने एक स्टीम रिलीज वाल्व लागू किया जिसने मशीन को विस्फोट से बचाए रखा। वाल्व को लयबद्ध रूप से ऊपर और नीचे जाते हुए देखकर, पापिन ने एक पिस्टन और एक सिलेंडर इंजन के विचार की कल्पना की। हालांकि, उन्होंने अपने डिजाइन के साथ पालन नहीं किया। फिर भी, 1697 में, पापिन के डिजाइनों के आधार पर, इंजीनियर थॉमस सेवरी ने पहला इंजन बनाया, उसके बाद 1712 में थॉमस न्यूकॉमन ने। हालांकि ये शुरुआती इंजन कच्चे और अक्षम थे, उन्होंने उस समय के प्रमुख वैज्ञानिकों का ध्यान आकर्षित किया।

ऊष्मा क्षमता और गुप्त ऊष्मा की मूलभूत अवधारणाएँ, जो ऊष्मागतिकी के विकास के लिए आवश्यक थीं, ग्लासगो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर जोसेफ ब्लैक द्वारा विकसित की गईं, जहाँ जेम्स वाट को एक उपकरण निर्माता के रूप में नियुक्त किया गया था। ब्लैक एंड वाट ने एक साथ प्रयोग किए, लेकिन वाट ही थे जिन्होंने बाहरी कंडेनसर के विचार की कल्पना की जिसके परिणामस्वरूप भाप इंजन दक्षता में बड़ी वृद्धि हुई। पिछले सभी कार्यों को आकर्षित करते हुए, "उष्मागतिकी के पिता" साडी कार्नोट ने गर्मी, शक्ति, ऊर्जा और इंजन दक्षता पर एक प्रवचन, आग की प्रेरक शक्ति (1824) पर प्रतिबिंब प्रकाशित करने के लिए प्रेरित किया। पुस्तक में कार्नोट इंजन, कार्नोट चक्र और प्रेरक शक्ति के बीच बुनियादी ऊर्जावान संबंधों को रेखांकित किया गया है। इसने थर्मोडायनामिक्स की शुरुआत को एक आधुनिक विज्ञान के रूप में चिह्नित किया।

पहली थर्मोडायनामिक पाठ्यपुस्तक 1859 में विलियम रैंकिन द्वारा लिखी गई थी, जो मूल रूप से ग्लासगो विश्वविद्यालय में एक भौतिक विज्ञानी और एक सिविल और मैकेनिकल इंजीनियरिंग प्रोफेसर के रूप में प्रशिक्षित थी। थर्मोडायनामिक्स के पहले और दूसरे नियम 1850 के दशक में एक साथ उभरे, मुख्य रूप से विलियम के कार्यों से बाहर रैंकिन, रुडोल्फ क्लॉसियस, और विलियम थॉमसन (लॉर्ड केल्विन)। सांख्यिकीय थर्मोडायनामिक्स की नींव भौतिकविदों जैसे जेम्स क्लर्क मैक्सवेल, लुडविग बोल्ट्जमैन, मैक्स प्लैंक, रुडोल्फ क्लॉसियस और जे। विलार्ड गिब्स द्वारा निर्धारित की गई थी।

1873-76 के वर्षों के दौरान अमेरिकी गणितीय भौतिक विज्ञानी योशिय्याह विलार्ड गिब्स ने तीन पत्रों की एक श्रृंखला प्रकाशित की, जिनमें से सबसे प्रसिद्ध विषम पदार्थों के संतुलन पर है, जिसमें उन्होंने दिखाया कि कैसे रासायनिक प्रतिक्रियाओं सहित थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं का ग्राफिक रूप से विश्लेषण किया जा सकता है। थर्मोडायनामिक प्रणाली की ऊर्जा, एन्ट्रापी, आयतन, तापमान और दबाव इस तरह से, कोई यह निर्धारित कर सकता है कि क्या कोई प्रक्रिया अनायास होगी। साथ ही 19वीं सदी में पियरे ड्यूहेम ने रासायनिक ऊष्मागतिकी के बारे में लिखा। 20वीं सदी की शुरुआत के दौरान, गिल्बर्ट एन. लेविस, मर्ले रान्डेल और ई.ए. गुगेनहाइम जैसे रसायनज्ञों ने रासायनिक प्रक्रियाओं के विश्लेषण के लिए गिब्स के गणितीय तरीकों को लागू किया।

शब्द-साधन

उष्मागतिकी की व्युत्पत्ति का एक जटिल इतिहास है। इसे पहली बार एक विशेषण (थर्मो-डायनेमिक) के रूप में एक हाइफ़नेटेड रूप में और 1854 से 1868 तक सामान्यीकृत ताप इंजनों के विज्ञान का प्रतिनिधित्व करने के लिए संज्ञा थर्मो-डायनामिक्स के रूप में लिखा गया था।

अमेरिकी बायोफिजिसिस्ट डोनाल्ड हेनी का दावा है कि थर्मोडायनामिक्स को 1840 में ग्रीक मूल थर्म, जिसका अर्थ है "गर्मी" (heat) , और डायनेमिस, जिसका अर्थ है "शक्ति" से गढ़ा गया था।

पियरे पेरोट का दावा है कि उष्मागतिकी शब्द 1858 में जेम्स जूल द्वारा गर्मी और शक्ति के बीच संबंधों के विज्ञान को नामित करने के लिए गढ़ा गया था, हालांकि, जूल ने कभी भी उस शब्द का इस्तेमाल नहीं किया, बल्कि थॉमसन की 1849 की शब्दावली के संदर्भ में सही थर्मो-डायनेमिक इंजन शब्द का इस्तेमाल किया।

1858 तक, थर्मो-डायनामिक्स , एक कार्यात्मक शब्द के रूप में, विलियम थॉमसन के पेपर " एन अकाउंट ऑफ कार्नोट्स थ्योरी ऑफ द मोटिव पावर ऑफ हीट " में इस्तेमाल किया गया था।

उष्मागतिकी की शाखाएँ

थर्मोडायनामिकल सिस्टम का अध्ययन कई संबंधित शाखाओं में विकसित हुआ है, प्रत्येक सैद्धांतिक या प्रयोगात्मक आधार के रूप में एक अलग मौलिक मॉडल का उपयोग कर रहा है, या विभिन्न प्रकार के सिस्टम के सिद्धांतों को लागू कर रहा है।

शास्त्रीय उष्मागतिकी

शास्त्रीय उष्मागतिकी निकट-संतुलन पर थर्मोडायनामिक प्रणालियों की स्थिति का वर्णन है, जो मैक्रोस्कोपिक, मापनीय गुणों का उपयोग करता है। इसका उपयोग उष्मागतिकी के नियमों के आधार पर ऊर्जा, कार्य और ऊष्मा के आदान-प्रदान को मॉडल करने के लिए किया जाता है। क्वालीफायर शास्त्रीय इस तथ्य को दर्शाता है कि यह विषय की समझ के पहले स्तर का प्रतिनिधित्व करता है जैसा कि यह 19 वीं शताब्दी में विकसित हुआ था और मैक्रोस्कोपिक अनुभवजन्य (बड़े पैमाने पर, और मापने योग्य) मापदंडों के संदर्भ में एक प्रणाली के परिवर्तनों का वर्णन करता है। इन अवधारणाओं की एक सूक्ष्म व्याख्या बाद में सांख्यिकीय यांत्रिकी के विकास द्वारा प्रदान की गई थी।

सांख्यिकीय यांत्रिकी

सांख्यिकीय यांत्रिकी, जिसे सांख्यिकीय ऊष्मागतिकी के रूप में भी जाना जाता है, 19वीं शताब्दी के अंत और 20वीं शताब्दी की शुरुआत में परमाणु और आणविक सिद्धांतों के विकास के साथ उभरा, और व्यक्तिगत कणों या क्वांटम-मैकेनिकल राज्यों के बीच सूक्ष्म बातचीत की व्याख्या के साथ शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स को पूरक बनाया। यह क्षेत्र व्यक्तिगत परमाणुओं और अणुओं के सूक्ष्म गुणों को मैक्रोस्कोपिक, सामग्री के थोक गुणों से संबंधित करता है जिन्हें मानव पैमाने पर देखा जा सकता है, जिससे शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स को सूक्ष्म स्तर पर सांख्यिकी, शास्त्रीय यांत्रिकी और क्वांटम सिद्धांत के प्राकृतिक परिणाम के रूप में समझाया जाता है।

रासायनिक उष्मागतिकी

रासायनिक उष्मागतिकी रासायनिक प्रतिक्रियाओं के साथ ऊर्जा के अंतर्संबंध का अध्ययन है या उष्मागतिकी के नियमों की सीमाओं के भीतर राज्य के भौतिक परिवर्तन के साथ है। रासायनिक उष्मागतिकी का प्राथमिक उद्देश्य किसी दिए गए परिवर्तन की सहजता का निर्धारण करना है।

संतुलन उष्मागतिकी

संतुलन उष्मागतिकी प्रणालियों या निकायों में पदार्थ और ऊर्जा के हस्तांतरण का अध्ययन है, जो कि उनके परिवेश में एजेंसियों द्वारा, थर्मोडायनामिक संतुलन के एक राज्य से दूसरे राज्य में संचालित किया जा सकता है। शब्द 'उष्मागतिकी संतुलन' संतुलन की स्थिति को इंगित करता है, जिसमें सभी मैक्रोस्कोपिक प्रवाह शून्य होते हैं; सरलतम प्रणालियों या निकायों के मामले में, उनके गहन गुण सजातीय होते हैं, और उनके दबाव उनकी सीमाओं के लंबवत होते हैं। संतुलन की स्थिति में सिस्टम के मैक्रोस्कोपिक रूप से अलग-अलग हिस्सों के बीच कोई असंतुलित क्षमता या ड्राइविंग बल नहीं होते हैं। संतुलन उष्मागतिकी में एक केंद्रीय उद्देश्य है: एक प्रणाली को एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रारंभिक संतुलन राज्य में दिया गया है, और इसके परिवेश को दिया गया है, और इसकी संवैधानिक दीवारों को दिया गया है, यह गणना करने के लिए कि एक निर्दिष्ट थर्मोडायनामिक ऑपरेशन के बाद सिस्टम की अंतिम संतुलन स्थिति क्या होगी। इसकी दीवारें या परिवेश।

गैर-संतुलन उष्मागतिकी

गैर-संतुलन थर्मोडायनामिक्स उष्मागतिकी की एक शाखा है जो उन प्रणालियों से संबंधित है जो थर्मोडायनामिक संतुलन में नहीं हैं। प्रकृति में पाई जाने वाली अधिकांश प्रणालियाँ थर्मोडायनामिक संतुलन में नहीं हैं क्योंकि वे स्थिर अवस्था में नहीं हैं, और लगातार और निरंतर रूप से अन्य प्रणालियों से और से पदार्थ और ऊर्जा के प्रवाह के अधीन हैं। गैर-संतुलन प्रणालियों के थर्मोडायनामिक अध्ययन के लिए संतुलन थर्मोडायनामिक्स की तुलना में अधिक सामान्य अवधारणाओं की आवश्यकता होती है। कई प्राकृतिक प्रणालियाँ आज भी वर्तमान में ज्ञात मैक्रोस्कोपिक थर्मोडायनामिक विधियों के दायरे से बाहर हैं।

उष्मागतिकी के नियम

उष्मागतिकी मुख्य रूप से चार कानूनों के एक समूह पर आधारित है जो सार्वभौमिक रूप से मान्य होते हैं जब उन प्रणालियों पर लागू होते हैं जो प्रत्येक द्वारा निहित बाधाओं के भीतर आते हैं। उष्मागतिकी के विभिन्न सैद्धांतिक विवरणों में इन कानूनों को अलग-अलग रूपों में व्यक्त किया जा सकता है, लेकिन सबसे प्रमुख सूत्र निम्नलिखित हैं।

ज़ीरोथ नियम

उष्मागतिकी का शून्यवाँ नियम कहता है: यदि दो प्रणालियाँ एक-दूसरे के साथ तापीय संतुलन में हैं, तो वे एक दूसरे के साथ तापीय संतुलन में भी हैं।

इस कथन का तात्पर्य है कि ऊष्मीय संतुलन विचाराधीन थर्मोडायनामिक प्रणालियों के सेट पर एक तुल्यता संबंध है। सिस्टम को संतुलन में कहा जाता है यदि उनके बीच छोटे, यादृच्छिक आदान-प्रदान (जैसे ब्राउनियन गति) ऊर्जा में शुद्ध परिवर्तन नहीं करते हैं। तापमान के प्रत्येक माप में यह नियम मौन रूप से ग्रहण किया जाता है। इस प्रकार, यदि कोई यह तय करना चाहता है कि क्या दो शरीर एक ही तापमान पर हैं, तो उन्हें संपर्क में लाने और समय पर उनके अवलोकन योग्य गुणों के किसी भी परिवर्तन को मापने की आवश्यकता नहीं है। कानून तापमान की एक अनुभवजन्य परिभाषा प्रदान करता है, और निर्माण के लिए औचित्य प्रदान करता है। व्यावहारिक थर्मामीटर की।

ज़ीरोथ कानून को शुरू में थर्मोडायनामिक्स के एक अलग कानून के रूप में मान्यता नहीं दी गई थी, क्योंकि थर्मोडायनामिक संतुलन में इसका आधार अन्य कानूनों में निहित था। पहले, दूसरे और तीसरे नियमों को स्पष्ट रूप से पहले ही कहा जा चुका था, और तापमान की परिभाषा के लिए शून्य कानून के महत्व को महसूस होने से पहले भौतिकी समुदाय में आम स्वीकृति मिली थी। चूंकि अन्य कानूनों को फिर से संख्या देना अव्यावहारिक था, इसलिए इसे ज़ीरोथ कानून का नाम दिया गया।

पहला नियम

उष्मागतिकी का पहला नियम कहता है: पदार्थ के हस्तांतरण के बिना एक प्रक्रिया में, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन, ΔU, एक थर्मोडायनामिक सिस्टम की ऊर्जा गर्मी के रूप में प्राप्त ऊर्जा के बराबर होती है, ΔQ, कम थर्मोडायनामिक कार्य, W, सिस्टम द्वारा अपने परिवेश में किया जाता है।

पहला कानून

जहां ΔU एक बंद सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन को दर्शाता है (जिसके लिए सिस्टम की सीमा के माध्यम से गर्मी या काम संभव है, लेकिन पदार्थ स्थानांतरण संभव नहीं है), ΔQ दर्शाता है सिस्टम को गर्मी के रूप में आपूर्ति की गई ऊर्जा की मात्रा, और W सिस्टम द्वारा अपने परिवेश में किए गए थर्मोडायनामिक कार्य की मात्रा को दर्शाता है। एक समान कथन यह है कि पहली तरह की परपेचुअल मोशन मशीनें असंभव हैं; कार्य एक सिस्टम द्वारा अपने आस-पास किए गए W के लिए आवश्यक है कि सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा ΔU कम हो या खपत हो, ताकि उस कार्य द्वारा खोई गई आंतरिक ऊर्जा की मात्रा को गर्मी के रूप में फिर से आपूर्ति की जानी चाहिए ΔQ एक बाहरी ऊर्जा स्रोत द्वारा या सिस्टम पर अभिनय करने वाली बाहरी मशीन द्वारा काम के रूप में (ताकिΔU पुनर्प्राप्त हो) सिस्टम को लगातार काम करने के लिए।

दूसरा नियम

उष्मागतिकी के दूसरे नियम का एक पारंपरिक संस्करण कहता है: गर्मी एक ठंडे शरीर से एक गर्म शरीर में अनायास प्रवाहित नहीं होती है।

दूसरा कानून पदार्थ और विकिरण की एक प्रणाली को संदर्भित करता है, शुरू में तापमान, दबाव, रासायनिक क्षमता और अन्य गहन गुणों में असमानताओं के साथ, जो आंतरिक 'बाधाओं', या अभेद्य कठोर दीवारों के कारण, या बाहरी रूप से लगाए गए बलों के कारण होते हैं। . कानून देखता है कि, जब सिस्टम बाहरी दुनिया से और उन बलों से अलग होता है, तो एक निश्चित थर्मोडायनामिक मात्रा होती है, इसकी एन्ट्रॉपी, जो बाधाओं को हटाते ही बढ़ जाती है, अंततः थर्मोडायनामिक संतुलन पर अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाती है, जब व्यावहारिक रूप से असमानताएं गायब होना। उन प्रणालियों के लिए जो शुरू में थर्मोडायनामिक संतुलन से दूर हैं, हालांकि कई प्रस्तावित किए गए हैं, कोई सामान्य भौतिक सिद्धांत ज्ञात नहीं है जो थर्मोडायनामिक संतुलन के दृष्टिकोण की दरों को निर्धारित करता है, और थर्मोडायनामिक्स ऐसी दरों से निपटता नहीं है। दूसरे कानून के कई संस्करण थर्मोडायनामिक संतुलन के लिए इस तरह के दृष्टिकोण की अपरिवर्तनीयता को व्यक्त करते हैं।

मैक्रोस्कोपिक थर्मोडायनामिक्स में, दूसरा कानून किसी भी वास्तविक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया पर लागू होने वाला एक बुनियादी अवलोकन है; सांख्यिकीय उष्मागतिकी में, दूसरा नियम आणविक अराजकता का परिणाम माना जाता है।

तीसरा नियम

उष्मागतिकी का तीसरा नियम कहता है: जैसे ही किसी सिस्टम का तापमान पूर्ण शून्य के करीब पहुंचता है, सभी प्रक्रियाएं बंद हो जाती हैं और सिस्टम की एन्ट्रापी न्यूनतम मान के करीब पहुंच जाती है।

उष्मागतिकी का यह नियम एन्ट्रापी और तापमान के पूर्ण शून्य तक पहुंचने की असंभवता के संबंध में प्रकृति का एक सांख्यिकीय नियम है। यह कानून एन्ट्रापी के निर्धारण के लिए एक पूर्ण संदर्भ बिंदु प्रदान करता है। इस बिंदु के सापेक्ष निर्धारित एन्ट्रापी पूर्ण एन्ट्रापी है। वैकल्पिक परिभाषाओं में "सभी प्रणालियों की एन्ट्रापी और एक प्रणाली के सभी राज्यों की एंट्रॉपी पूर्ण शून्य पर सबसे छोटी है," या समकक्ष "किसी भी सीमित संख्या में प्रक्रियाओं द्वारा तापमान के पूर्ण शून्य तक पहुंचना असंभव है"।

निरपेक्ष शून्य, जिस पर सभी गतिविधि रुक ​​जाती यदि इसे प्राप्त करना संभव होता, −273.15 °C (डिग्री सेल्सियस), या −459.67 °F (डिग्री फ़ारेनहाइट), या 0 K (केल्विन), या 0° R (डिग्री रैंकिन) है ।

टिप्पणियाँ

1. रूडोल्फ क्लॉसियस का साइन कन्वेंशन (क्यू सिस्टम को आपूर्ति की गई गर्मी है, डब्ल्यू सिस्टम द्वारा किया गया कार्य है)। रासायनिक उष्मागतिकी में विपरीत संकेत सम्मेलन प्रथागत है।

संदर्भ

1. Thermodynamics : Wikipedia , The Free Encyclopedia.