ইন্টালপি, এনট্রপি, এবং তাপগতিবিজ্ঞানের দ্বিতীয় সূত্র
এই ধারণাগুলির মৌলিক বোঝবার উদ্দেশ্য:
ইন্টারনাল এনার্জি এবং থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম সূত্র
সিস্টেমের চক্রাকার ও ইচ্ছামূলক প্রক্রিয়া
প্রত্যাবর্তনযোগ্যতা ও অপ্রত্যাবর্তনযোগ্যতা
এনট্রপি ও এনথালপি
থার্মোডায়নামিক্সের দ্বিতীয় সূত্র
ইন্টারনাল এনার্জি এবং থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম সূত্র
যখন একটি সিস্টেমের অভ্যন্তরের একটি অণুর শক্তি সিস্টেমের বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত হয়, তখন এটিকে ইন্টারনাল এনার্জি (u) বলা হয়।
শক্তি তৈরি হতে পারে না এবং ধ্বংস হতেও পারে না এবং এই মূল ভিত্তিতে সিস্টেমের বাধ্যতামূলক সীমার বাইরে শক্তি প্রবাহিত হলে সিস্টেমের ইন্টারনাল এনার্জি (u) পরিবর্তিত হয়।
তাই থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম সূত্র হিট/কাজ যখন সিস্টেমের সাথে আলাপ করে তখন নিম্নলিখিত রূপে প্রকাশ করা যেতে পারে।
উপরোক্ত সমীকরণে u হল একক-ভরের ইন্টারনাল এনার্জি এবং q এবং w যথাক্রমে একক-ভরের হিট এবং কাজ। উপরোক্ত সমীকরণে গৃহীত চিহ্ন সম্মতি হল:
dq > 0 (ধনাত্মক বিবেচিত) ⇒ সিস্টেমে হিট স্থানান্তর
dq < 0 (ঋণাত্মক বিবেচিত) ⇒ সিস্টেম থেকে হিট স্থানান্তর dw > 0 (ধনাত্মক বিবেচিত) ⇒ সিস্টেম দ্বারা কাজ করা
dw < 0 (ঋণাত্মক বিবেচিত) ⇒ সিস্টেমে কাজ করা
সিস্টেমের চক্রাকার ও ইচ্ছামূলক প্রক্রিয়া
থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম সূত্রের একটি গুরুত্বপূর্ণ রূপ পাওয়া যায় যখন
আমরা উপরোক্ত সমীকরণকে একটি চক্রাকার প্রক্রিয়ার জন্য সংশ্লিষ্ট করি।
একটি সিস্টেম যখন হিট/কাজের ফলে অনিয়মিত পরিবর্তন ঘটে এবং তারপর সেটি তার মূল অবস্থায় ফিরে আসে, তখন তাকে চক্রাকার প্রক্রিয়া বলা হয়।
প্রশ্নবিদ্ধ বিষয়গুলি হল:
কোনও অবস্থার বৈশিষ্ট্যের অন্তরকের যোগজ হল তার সীমার পার্থক্য।
শেষ অবস্থা মূল অবস্থার সমান এবং সিস্টেমের ইন্টারনাল এনার্জিতে কোনও পরিবর্তন হয় না।
তাই যখন
উপরোক্ত সমীকরণে ইন্টারনাল এনার্জির প্রারম্ভিক এবং শেষ অবস্থা যথাক্রমে i এবং f দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। উপরোক্ত সমীকরণ (1) এ প্রতিস্থাপন করলে,
সমীকরণ (2) হল সিস্টেম দ্বারা সম্পন্ন সমস্ত কাজের বা সিস্টেম দ্বারা সম্পন্ন মোট কাজের সমাকলন এবং সিস্টেমে স্থানান্তরিত সমস্ত হিটের সমাকলনের সমান। ইঞ্জিনিয়ারিং থার্মোডায়নামিক্স সিস্টেম এবং প্রক্রিয়ার ধারণাগুলি আরও প্রসারিত করে।
সিস্টেমের ইচ্ছামূলক প্রক্রিয়া
এটি থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম সূত্রের ফলাফল এবং সমীকরণ (1) সঙ্গে সম্পর্কিত যদি একটি সিস্টেম ইচ্ছামূলক প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত করে।
এই সমীকরণে q এবং w যথাক্রমে প্রক্রিয়ার জন্য সম্পূর্ণ হিট স্থানান্তর এবং সম্পূর্ণ কাজ, যেখানে uf এবং ui হল ইন্টারনাল এনার্জি (u) এর শেষ এবং প্রারম্ভিক মান। একটি কঠিন এবং বিচ্ছিন্ন এডিয়াবেটিক সিস্টেমে (w = 0, q = 0), তার ইন্টারনাল এনার্জি (u) অপরিবর্তিত থাকে। তারপর সমীকরণ (2) এর একটি চক্রাকার প্রক্রিয়া থেকে।
প্রত্যাবর্তনযোগ্যতা ও অপ্রত্যাবর্তনযোগ্যতা
একটি সিস্টেম যখন তার প্রারম্ভিক অবস্থা থেকে শেষ অবস্থায় পরিবর্তিত হয়, তখন তাকে প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত করা হয়। থার্মোডায়নামিক প্রক্রিয়ার সময় চাপ, আয়তন, এনথালপি, তাপমাত্রা, এনট্রপি ইত্যাদি পরিবর্তিত হয়। থার্মোডায়নামিক্সের দ্বিতীয় সূত্র প্রক্রিয়াগুলিকে দুইটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করে:
আদর্শ বা প্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়া
প্রাকৃতিক বা অপ্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়া
যদি একটি সিস্টেমে তাপমাত্রা (t) এবং চাপ (p) পরিবর্তন অতি ক্ষুদ্র হয়, তাহলে প্রক্রিয়াটিকে নিকটবর্তী সাম্যাবস্থা বা প্রত্যাবর্তনযোগ্যতার দিকে প্রবেশ করা বলা যেতে পারে।
প্রক্রিয়াটি অন্তর্বর্তী প্রত্যাবর্তনযোগ্য হবে যদি মূল অবস্থা প্রতিক্রিয়া পথে পুনরুদ্ধার করা হয়।
প্রক্রিয়াটি বাহ্যিকভাবে প্রত্যাবর্তনযোগ্য হবে যদি পরিবর্তনের সাথে পরিবেশও প্রত্যাবর্তনযোগ্য হয়।
প্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়া হল যে প্রক্রিয়া অন্তর্বর্তী এবং বাহ্যিকভাবে উভয় প্রকারেই প্রত্যাবর্তনযোগ্য।
াস্তব প্রক্রিয়াগুলির সফলতা মাপার জন্য পেশাজীবীরা প্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়াকে তুলনার মানদণ্ড হিসেবে ব্যবহার করে এবং বাস্তব এবং প্রকৃত প্রক্রিয়াগুলিকে প্রত্যাবর্তনযোগ্যতার কাছাকাছি নিয়ে আসার জন্য ক্ষতি কমাতে এবং প্রক্রিয়াগুলির দক্ষতা বাড়াতে চেষ্টা করে।
অপ্রত্যাবর্তনযোগ্যতা
যখন বাস্তব প্রক্রিয়াগুলি প্রত্যাবর্তনযোগ্যতার দাবি পূরণ করতে ব্যর্থ হয়, তখন প্রক্রিয়াটিকে অপ্রত্যাবর্তনযোগ্য বলা হয়।
অপ্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়াতে সিস্টেম এবং পরিবেশের প্রারম্ভিক অবস্থা শেষ অবস্থা থেকে প্রারম্ভিক অবস্থায় ফিরিয়ে আনা যায় না। অপ্রত্যাবর্তনযোগ্য প্রক্রিয়াতে সিস্টেমের এনট্রপি তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায় এবং এর মান শেষ মান থেকে প্রারম্ভিক মানে ফিরিয়ে আনা যায় না।
অপ্রত্যাবর্তনযোগ্যতা চাপ, সংমিশ্রণ, তাপমাত্রা, সংমিশ্রণ পরিবর্তনের কারণে হয়, যা হ
