ইঞ্জিনিয়ারিং থার্মোডাইনামিক্স: মৌলিক ও নীতি
ইঞ্জিনিয়ারিং থার্মোডায়নামিক্সের মৌলিক বিষয়গুলি প্ল্যান্ট, যন্ত্রপাতি এবং তাদের সমগ্র ডিজাইনের পারফরম্যান্স উন্নত করার মাধ্যমে একটি ভাল বিশ্বের দিকে অগ্রসর হওয়ার জন্য গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
যন্ত্রপাতির পারফরম্যান্স মূল্যায়নে গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টরগুলি হল চূড়ান্ত পণ্যের উত্পাদন, ইনপুট কর্মসংস্থান উপকরণের খরচ, উৎপাদন খরচ এবং পরিবেশের প্রভাবের মূল্যায়ন। আধুনিক প্রকৌশলীরা থার্মোডায়নামিক্স ধারণাটি ব্যবহার করে মানব নিরাপত্তা এবং আরামের জন্য উদ্দিষ্ট জিনিসগুলি পরীক্ষা ও পুনরুদ্ধার করছেন।
থার্মোডায়নামিক্সের বিজ্ঞান ১৯শ শতাব্দী থেকে বিদ্যমান। তখন থেকে বিজ্ঞানী এবং প্রকৌশলীরা এটিকে যথাসম্ভব ব্যবহারকারী-বান্ধব করার জন্য স্থিতিশীল ও অবিচ্ছিন্ন চেষ্টা করে আসছেন।
থার্মোডায়নামিক্সের মৌলিক বিষয়
থার্মোডায়নামিক্স শব্দটি গ্রিক শব্দ থেম (অর্থ তাপ) এবং ডায়নামিক্স (অর্থ শক্তি) থেকে উদ্ভূত হয়েছে। প্রকৌশলীরা ব্যবস্থা এবং তাদের পরিবেশের সাথে তাদের মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়নে আগ্রহী।
এই অধ্যায়ে ব্যবহৃত ধারণা/সংজ্ঞাগুলি পাঠকদের প্রকৌশল থার্মোডায়নামিক্স (সাধারণত হিট-পাওয়ার ইঞ্জিনিয়ারিং হিসাবে পরিচিত) ধারণাটি বোঝাতে সহায়তা করে।
ব্যবস্থা, পরিবেশ এবং বিশ্ব
ব্যবস্থা হল যা আমরা অধ্যয়ন করতে চাই এবং আগ্রহী, তাই প্রথম ধাপ হল ব্যবস্থা অধ্যয়নের লক্ষ্য সুনির্দিষ্ট করা। ব্যবস্থা অধ্যয়নের লক্ষ্য হতে পারে ব্যবস্থার দক্ষতা বাড়ানো বা ক্ষতি কমানো ইত্যাদি। ব্যবস্থার উদাহরণ হল ঠাণ্ডা সংরক্ষণ প্ল্যান্টে রিফ্রিজারেশন চক্র বিশ্লেষণ করা বা পাওয়ার প্ল্যান্টে র্যাঙ্কিন চক্র বিশ্লেষণ করা।
ব্যবস্থাটি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণের শুদ্ধ পদার্থ দ্বারা বোঝানো হয় যা একটি বন্ধ বা বাঁশির মতো পৃষ্ঠদ্বারা সীমাবদ্ধ; একইভাবে, ব্যবস্থার অভ্যন্তরের পদার্থের সংমিশ্রণ চক্র অনুসারে নির্দিষ্ট বা পরিবর্তনশীল হতে পারে।
ব্যবস্থার মাত্রাগুলি স্থির হতে হবে না (যেমন একটি কম্প্রেসরে বায়ু পিস্টন দ্বারা চাপ দেওয়া হয়) এটি পরিবর্তনশীল হতে পারে (যেমন একটি ফুলানো বালুন)। যে পদার্থ ব্যবস্থার সঙ্গে বাইরে থেকে মিথস্ক্রিয়া করে তাকে পরিবেশ বলা হয় এবং বিশ্ব হল ব্যবস্থা এবং পরিবেশের ফলাফল।
ব্যবস্থাকে তার পরিবেশ থেকে পৃথক করা যায় তার সীমানাকে বলা হয়। ব্যবস্থার সীমানা স্থির বা গতিশীল হতে পারে।
ব্যবস্থা এবং পরিবেশের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সীমানা পেরিয়ে ঘটে এবং তাই থার্মোডায়নামিক্স (অর্থাৎ তাপ এবং শক্তি প্রকৌশল) এর জন্য খুব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
থার্মোডায়নামিক্সে ব্যবস্থার প্রকারভেদ
থার্মোডায়নামিক্সে ব্যবস্থার দুটি মৌলিক প্রকার রয়েছে:
বন্ধ ব্যবস্থা বা নিয়ন্ত্রিত ভর:: এটি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণের পদার্থ সংশ্লিষ্ট করে। একটি খোলা ব্যবস্থার বিপরীতে, একটি বন্ধ ব্যবস্থায় ব্যবস্থার সীমানা পেরিয়ে পদার্থের ভরের প্রবাহ হয় না। একটি বিশেষ ধরনের বন্ধ ব্যবস্থা যা পরিবেশ থেকে মিথস্ক্রিয়া করে না এবং নিজেকে বিচ্ছিন্ন করে তাকে বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা বলা হয়।
নিয়ন্ত্রিত আয়তন (খোলা ব্যবস্থা):: নিয়ন্ত্রিত আয়তন একটি অঞ্চলের মধ্য দিয়ে ভর এবং শক্তি প্রবাহিত হতে পারে এবং ব্যবস্থার সীমানা পেরিয়ে যায়। খোলা ব্যবস্থার সীমানাকে নিয়ন্ত্রিত পৃষ্ঠ বলা হয়; এই নিয়ন্ত্রিত পৃষ্ঠ বাস্তব বা অবাস্তব হতে পারে।
নিয়ন্ত্রিত আয়তনের উদাহরণ হল পাম্প দ্বারা পানির প্রবাহ, টারবাইনে বাষ্পের প্রবাহ এবং এয়ার কম্প্রেসরে বায়ুর প্রবাহ এমন যন্ত্রপাতি যা ভরের প্রবাহ ব্যবস্থার সীমানা পেরিয়ে যায়।
মাইক্রোস্কোপিক থার্মোডায়নামিক্স
থার্মোডায়নামিক্সের মাইক্রোস্কোপিক পদ্ধতিকে সাধারণত পরিসংখ্যানগত থার্মোডায়নামিক্স বলা হয় এবং এটি পদার্থের গঠন এবং পরিসংখ্যানগত থার্মোডায়নামিক্সের লক্ষ্য হল ব্যবস্থার আগ্রহী কণার গড় আচরণ বর্ণনা করা এবং এই তথ্য ব্যবহার করে ব্যবস্থার ম্যাক্রোস্কোপিক আচরণ লক্ষ্য করা।
থার্মোডায়নামিক্সের বৈশিষ্ট্য, অবস্থা এবং প্রক্রিয়া
থার্মোডায়নামিক্সের বৈশিষ্ট্য
থার্মোডায়নামিক্সের বৈশিষ্ট্য হল একটি ব্যবস্থার ম্যাক্রোস্কোপিক বৈশিষ্ট্য। একটি বৈশিষ্ট্যের মান যে কোনও দেওয়া সময়ে নির্ধারণ করা যেতে পারে পূর্ববর্তী মান এবং তার আচরণ জানা না থাকলেও।
বিস্তৃত বৈশিষ্ট্য
ভরের উপর নির্ভরশীল বৈশিষ্ট্যগুলিকে বিস্তৃত বৈশিষ্ট্য বলা হয় এবং এর মোট ব্যবস্থার মান হল এর অংশের মানের যোগফল যার মধ্যে ব্যবস্থাটি বিভক্ত। বিস্তৃত বৈশিষ্ট্যের উদাহরণ হল আয়তন, শক্তি এবং ভর। বিস্তৃত বৈশিষ্ট্য ব্যবস্থার আকারের উপর নির্ভরশীল এবং এটি সময়ের সাথে পরিবর্তিত হতে পারে।
প্রাধান্যমান বৈশিষ্ট্য
বিস্তৃত বৈশিষ্ট্যের বিপরীতে, প্রাধান্যমান বৈশিষ্ট্য ভরের উপর নির্ভরশীল নয় এবং অ-যোগ্য প্রকৃতির এবং ব্যবস্থার মোট আকারের উপর নির্ভর করে না। এটি ব্যবস্থার ভিতরে যে কোনও মুহূর্তে বিভিন্ন স্থানে পরিবর্তিত হতে পারে। প্রাধান্যমান বৈশিষ্ট্যের উদাহরণ হল চাপ এবং তা
