থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য: ক্লাস এবং অ্যাপ্লিকেশন - শারীরিক - 2025

তাপগতীয় সাম্যাবস্থা একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের ভারসাম্য যা ভেরিয়েবল এটি বৈশিষ্ট্য এবং যে বা পরিমাপ করা যায় হিসাব না পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় একটি রাষ্ট্র হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা দেওয়া যে তার বিচ্ছিন্নতা কারণে সেখানে কোন বহিরাগত বাহিনী যে যে রাষ্ট্র পরিবর্তন করতে ঝোঁক হয় করা হয়। ।

উভয় সিস্টেম এবং ভারসাম্য শ্রেণীর বিবেচনা করা খুব বৈচিত্র্যময়। একটি সিস্টেম একটি সেল, একটি বরফ-কোল্ড ড্রিঙ্ক, যাত্রী পূর্ণ একটি বিমান, কোনও ব্যক্তি বা একটি যন্ত্রের টুকরো হতে পারে, কেবল কয়েকটি উদাহরণের নামকরণ করতে। তারা আশেপাশের সাথে শক্তি এবং পদার্থ বিনিময় করতে পারে কি না তার উপর নির্ভর করে এগুলি বিচ্ছিন্ন, বন্ধ বা উন্মুক্তও করা যেতে পারে।

ককটেলের উপাদানগুলি হ'ল তাপ ভারসাম্য। সূত্র: পেক্সেলস।

একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম পরিবেশের সাথে যোগাযোগ করে না, কিছুই এটিকে প্রবেশ করে না বা ছেড়ে দেয় না। একটি বদ্ধ ব্যবস্থা শক্তি বিনিময় করতে পারে তবে পার্শ্ববর্তী পরিবেশের সাথে গুরুত্বপূর্ণ নয়। অবশেষে, মুক্ত ব্যবস্থা পরিবেশের সাথে বিনিময় করতে মুক্ত free

ভাল, একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম যা যথেষ্ট পরিমাণে বিকশিত হওয়ার অনুমতিপ্রাপ্ত, থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে প্রবণ করে যেখানে এর ভেরিয়েবলগুলি তাদের মূল্য অনির্দিষ্টকালের জন্য ধরে রাখতে পারে। এবং যখন এটি একটি উন্মুক্ত ব্যবস্থা হয় তখন এর মানগুলি অবশ্যই পরিবেশের মতো হওয়া উচিত।

যতক্ষণ না প্রতিটি নির্দিষ্ট ধরণের দ্বারা আরোপিত সমস্ত ভারসাম্য শর্তগুলি সন্তুষ্ট হয় ততক্ষণ এটি অর্জন করা হবে।

ব্যালেন্স ক্লাস

তাপীয় ভারসাম্য

এক ধরণের মৌলিক ভারসাম্য হ'ল তাপ ভারসাম্য, যা অনেক নিত্যদিনের পরিস্থিতিতে যেমন একটি গরম কাপ কফি এবং চামচ দিয়ে চিনির আলোড়ন সৃষ্টি হয় as

এই জাতীয় ব্যবস্থা স্বতঃস্ফূর্তভাবে একটি নির্দিষ্ট সময়ের পরে একই তাপমাত্রা অর্জন করতে ঝোঁক, যার পরে সমস্ত অংশ একই তাপমাত্রায় থাকায় ভারসাম্যহীনতা উপস্থিত হয়।

যেহেতু ঘটে যায়, একটি তাপমাত্রার পার্থক্য রয়েছে যা পুরো সিস্টেম জুড়ে তাপ এক্সচেঞ্জকে চালিত করে। প্রতিটি সিস্টেমের তাপীয় ভারসাম্য অর্জনের জন্য এবং একই সময়ে সমস্ত তাপমাত্রায় একই তাপমাত্রায় পৌঁছানোর সময় থাকে, শিথিলকরণ সময় বলে।

যান্ত্রিক ভারসাম্য

যখন কোনও সিস্টেমে সমস্ত পয়েন্টে চাপ স্থির থাকে তখন তা যান্ত্রিক ভারসাম্যহীন অবস্থায় থাকে।

রাসায়নিক ভারসাম্য

রাসায়নিক ভারসাম্য, যাকে কখনও কখনও উপাদানগুলির ভারসাম্যও বলা হয়, পৌঁছে যায় যখন সময়ের সাথে সাথে কোনও সিস্টেমের রাসায়নিক গঠন অপরিবর্তিত থাকে।

সাধারণভাবে, একটি সিস্টেম যখন তাপ এবং যান্ত্রিক ভারসাম্য একই সাথে থাকে তখন থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য হিসাবে বিবেচিত হয়।

থার্মোডাইনামিক ভেরিয়েবল এবং রাষ্ট্রের সমীকরণ

কোনও সিস্টেমের থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য বিশ্লেষণের জন্য যে পরিবর্তনগুলি অধ্যয়ন করা হয় সেগুলি বৈচিত্র্যময়, সর্বাধিক ব্যবহৃত হয় চাপ, ভলিউম, ভর এবং তাপমাত্রা। অন্যান্য ভেরিয়েবলগুলির মধ্যে অবস্থান, গতি এবং অন্যান্য রয়েছে যার নির্বাচন অধ্যয়নের অধীনে থাকা সিস্টেমের উপর নির্ভর করে।

সুতরাং, কোনও পয়েন্টের স্থানাঙ্কগুলি ইঙ্গিত করার সাথে সাথে তার সঠিক অবস্থানটি জানা সম্ভব হয়, থার্মোডাইনামিক ভেরিয়েবলগুলি স্পষ্টতভাবে কোনও সিস্টেমের অবস্থা নির্ধারণ করে knowing সিস্টেমটি ভারসাম্য রক্ষার পরে, এই পরিবর্তনশীলগুলি রাষ্ট্রের সমীকরণ হিসাবে পরিচিত একটি সম্পর্ককে সন্তুষ্ট করে।

রাষ্ট্রের সমীকরণটি থার্মোডাইনামিক ভেরিয়েবলগুলির একটি ফাংশন যার সাধারণ ফর্মটি হ'ল:

যেখানে পি চাপ, ভি ভলিউম, এবং টি তাপমাত্রা। স্বাভাবিকভাবেই রাষ্ট্রের সমীকরণটি অন্যান্য ভেরিয়েবলের ক্ষেত্রে প্রকাশ করা যেতে পারে তবে আগেই বলা হয়েছে, এগুলি থার্মোডাইনামিক সিস্টেমগুলিকে চিহ্নিত করতে সর্বাধিক ব্যবহৃত ভেরিয়েবল।

রাজ্যের অন্যতম পরিচিত সমীকরণ হ'ল আদর্শ গ্যাসগুলি পিভি = এনআরটি। এখানে এন হল মোল, পরমাণু বা অণুর সংখ্যা এবং আর বোল্টজমানের ধ্রুবক: 1.30 x 10 ^-23 জে / কে (জোল / কেলভিন)।

থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য এবং থার্মোডিনামিক্সের শূন্য আইন

ধরা যাক, থার্মোমিটার সহ আমাদের দুটি এবং থার্মোডাইনামিক সিস্টেম A এবং B রয়েছে যা আমরা টি ডাকব, যা সিস্টেমের সাথে যোগাযোগ স্থাপন করা হয় A এবং T একই তাপমাত্রায় পৌঁছানোর জন্য যথেষ্ট দীর্ঘ। এ জাতীয় ক্ষেত্রে এটি নিশ্চিত করা যেতে পারে যে এ এবং টি তাপীয় ভারসাম্য নিয়ে রয়েছে।

থার্মোমিটারের সাহায্যে থার্মোডিনামিকসের শূন্য আইন যাচাই করা হয়। সূত্র: পেক্সেলস।

সিস্টেম বি এবং টি দিয়ে একই পদ্ধতিটি পুনরাবৃত্তি করা হয় B বি এর তাপমাত্রা যদি এ এর ​​সমান হয়, তবে A এবং B তাপীয় ভারসাম্যহীনতায় থাকে। এই ফলাফলটি থার্মোডিনামিকসের শূন্য আইন বা শূন্য নীতি হিসাবে পরিচিত, যা আনুষ্ঠানিকভাবে নিম্নরূপে বলা হয়েছে:

এবং এই নীতি থেকে নিম্নলিখিত উপসংহারে আসে:

অতএব, তাপীয় যোগাযোগের দুটি সংস্থা যা একই তাপমাত্রায় নেই তা থার্মোডায়নামিক ভারসাম্য হিসাবে বিবেচনা করা যায় না।

এন্ট্রপি এবং থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য

তাপীয় ভারসাম্য অর্জনের জন্য একটি সিস্টেমকে কী চালিত করে তা হ'ল এনট্রপি, একটি মাত্রা যা নির্দেশ করে যে সিস্টেমটি ভারসাম্যের কতটা কাছাকাছি, তার ব্যাধিস্থলের ইঙ্গিত হিসাবে। যত বেশি ব্যাধি, তত বেশি এনট্রপি রয়েছে, ঠিক যদি কোনও সিস্টেম খুব সাজানো হয় তবে ঠিক এর বিপরীতে দেখা যায়, এ ক্ষেত্রে এনট্রপি হ্রাস পায়।

তাপ ভারসাম্যের রাজ্যটি সুনির্দিষ্টভাবে সর্বাধিক এনট্রপির রাজ্য, যার অর্থ কোনও বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা স্বতঃস্ফূর্তভাবে বৃহত্তর ব্যাধিযুক্ত অবস্থার দিকে চলে যায়।

এখন, সিস্টেমে তাপ শক্তির স্থানান্তর তার এন্ট্রপির পরিবর্তনের দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। এস এনট্রপি হন এবং আসুন গ্রীক অক্ষর "ব-দ্বীপ" এর সাথে এর পরিবর্তনটি বোঝানো যাক: Δ এস। যে পরিবর্তনটি সিস্টেমকে প্রাথমিক অবস্থা থেকে একটি চূড়ান্ত অবস্থায় নিয়ে যায় তা সংজ্ঞায়িত করা হয়:

এই সমীকরণটি কেবল বিপরীত প্রক্রিয়াগুলির জন্য বৈধ valid প্রক্রিয়া যাতে সিস্টেম সম্পূর্ণরূপে তার প্রাথমিক অবস্থায় ফিরে আসতে পারে এবং পথে প্রতিটি পয়েন্টে থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য বজায় থাকে।

ক্রমবর্ধমান এনট্রপি সহ সিস্টেমগুলির উদাহরণ

- গরম শরীর থেকে শীতলতম স্থানে স্থানান্তরিত করার সময়, উভয়ের তাপমাত্রা সমান না হওয়া পর্যন্ত এন্ট্রপি বৃদ্ধি পায়, যার পরে সিস্টেমটি বিচ্ছিন্ন হয়ে গেলে এর মান স্থির থাকে।

- ক্রমবর্ধমান এনট্রপির আরেকটি উদাহরণ হ'ল লবণ সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হওয়ার সাথে সাথে ভারসাম্যহীন পৌঁছা পর্যন্ত পানিতে সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্রবীভূত করা।

- যে দ্রব্যে গলে যায়, তাতে এনট্রপিও বাড়ছে, যেহেতু অণুগুলি আরও সুশৃঙ্খল পরিস্থিতি থেকে সরানো হচ্ছে, যা একটি দৃ a়, তরল হিসাবে আরও বিশৃঙ্খল হয়ে উঠছে।

- কিছু স্বতঃস্ফূর্ত তেজস্ক্রিয় ক্ষয়, ফলে কণার ফলে সংখ্যা বৃদ্ধি পায় এবং এটির সাথে সিস্টেমের এনট্রপি হয়। অন্যান্য ক্ষয় যেখানে কণা ধ্বংস হয়, সেখানে ভর থেকে গতিশক্তিতে রূপান্তর ঘটে যা শেষ পর্যন্ত তাপকে বিচ্ছিন্ন করে দেয় এবং এনট্রপিও বৃদ্ধি পায়।

এই জাতীয় উদাহরণগুলি থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যটি তুলনামূলকভাবে তুলনামূলকভাবে তুলে ধরে: স্থানীয়ভাবে স্থানীয়ভাবে কোনও সিস্টেম থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যহীনতায় থাকতে পারে, উদাহরণস্বরূপ যদি কফির কাপ + চা চামচ সিস্টেম বিবেচনা করা হয়।

তবে, কফি কাপ + চামচ + পরিবেশ ব্যবস্থা তাত্পর্য ভারসাম্যহীন না হতে পারে যতক্ষণ না কফি পুরোপুরি ঠান্ডা হয়ে যায়।

তথ্যসূত্র

1. বাউয়ার, ডাব্লু। 2011. প্রকৌশল ও বিজ্ঞানের জন্য পদার্থবিদ্যা। খণ্ড 1. ম্যাক গ্রু হিল। 650-672।
2. কেঞ্জেল, ওয়াই। 2012. থার্মোডাইনামিক্স। 7 ^মা সংস্করণ। ম্যাকগ্রা হিল 15-25 এবং 332-334।
3. তাপগতিবিদ্যা। থেকে উদ্ধার করা হয়েছে: ugr.es.
4. রোজারিও জাতীয় বিশ্ববিদ্যালয়। ফিজিকোমিক্যাল আই। পুনরুদ্ধার করা হয়েছে: rephip.unr.edu.ar
5. ওয়াটকিনস, টি। এন্ট্রপি এবং কণা এবং পারমাণবিক ইন্টারঅ্যাকশনগুলির মধ্যে থার্মোডিনামিকসের দ্বিতীয় আইন। সান জোসে স্টেট বিশ্ববিদ্যালয়। উদ্ধার করা থেকে: sjsu.edu u
6. উইকিপিডিয়া। থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যহীনতা। পুনরুদ্ধার: en.wikedia.org থেকে।