यसको उद्देश्य निम्न कल्पनाहरूको मूलभूत समझबाट प्राप्त गर्नु हो:
आन्तरिक ऊर्जा र थर्मोडायनामिक्सको पहिलो नियम
प्रणालीको चक्रीय र अनियमित प्रक्रिया
पुनरावृत्तिय र अपुनरावृत्तिय
एन्ट्रोपी र एन्थाल्पी
थर्मोडायनामिक्सको दोस्रो नियम
जब प्रणालीको गुणधर्मसँग सम्बन्धित प्रणालीको अन्दरी अणुको ऊर्जा हुन्छ भने यसलाई आन्तरिक ऊर्जा (u) भनिन्छ।
ऊर्जा निर्माण वा नष्ट नहुन्छ र यस सिद्धान्तको आधारमा प्रणालीको आन्तरिक ऊर्जा (u) ऊर्जा प्रणालीको सीमा पार गर्दा परिवर्तन हुन्छ।
त्यसैले जब ठाउँ वा काम प्रणालीसँग अन्तःक्रिया गर्दछ भने थर्मोडायनामिक्सको पहिलो नियम निम्न रूपमा व्यक्त गरिन सकिन्छ।
उपरोक्त समीकरणमा u एकाइ-भारमा आन्तरिक ऊर्जा र q र w एकाइ-भारमा ठाउँ र काम हुन्। उपरोक्त समीकरणमा ग्रहण गरिएको चिन्ह यस प्रकार छ:
dq > 0 (धनात्मक मानिन्छ) ⇒ प्रणालीमा ठाउँ हुन्छ
dq < 0 (ऋणात्मक मानिन्छ) ⇒ प्रणालीबाट ठाउँ निकालिन्छ dw > 0 (धनात्मक मानिन्छ) ⇒ प्रणालीद्वारा काम गरिन्छ
dw < 0 (ऋणात्मक मानिन्छ) ⇒ प्रणालीमा काम गरिन्छ
थर्मोडायनामिक्सको पहिलो नियमको एक महत्त्वपूर्ण रूप जब प्राप्त गरिन्छ
हामी एक चक्रीय प्रक्रियामा उपरोक्त समीकरणलाई अवकलन गर्छौं।
जब प्रणाली ठाउँ/कामको कारण यादृच्छिक परिवर्तन भएर अपनाले मूल अवस्थामा फिर्दै आए भने त्यसलाई चक्रीय प्रक्रिया भनिन्छ।
चिन्तनी गर्नुपर्ने बिन्दुहरू:
कुनै पनि अवस्था गुणधर्म अवकलजको अभिन्नता त्यसको सीमाहरूको अन्तर हुन्छ।
अन्तिम अवस्था मूल अवस्थाजस्तै र प्रणालीको आन्तरिक ऊर्जामा कुनै परिवर्तन छैन।
त्यसैले जब
उपरोक्त समीकरणमा आन्तरिक ऊर्जाको प्रारम्भिक र अन्तिम अवस्था i र f द्वारा निरूपित गरिएको छ। यसलाई समीकरण (1) मा प्रतिस्थापन गर्दा,
समीकरण (2) प्रणालीद्वारा गरिएको सबै काम अथवा नेट काम र प्रणालीमा निर्गत गरिएको सबै ठाउँको अभिन्नताको प्रतिनिधित्व गर्छ। इन्जिनियरिङ थर्मोडायनामिक्स प्रणाली र प्रक्रियाका अधिक अन्वेषण गर्छ।
यो थर्मोडायनामिक्सको पहिलो नियमको परिणाम छ र यदि प्रणालीमा अनियमित प्रक्रिया शामिल छ भने समीकरण (1) सँग सम्बन्धित छ।
यस समीकरणमा q र w प्रक्रियाको लागि नेट ठाउँ र नेट काम हुन्, जहाँ uf र ui आन्तरिक ऊर्जा (u)को अन्तिम र प्रारम्भिक मानहरू हुन्। यदि एक दृढ र अलग अडियाबेटिक प्रणाली (w = 0, q = 0) छ, तब यसको आन्तरिक ऊर्जा (u) अपरिवर्तित रहन्छ। त्यसैले चक्रीय प्रक्रियाको समीकरण (2) बाट।
जब प्रणालीको प्रारम्भिक अवस्था अन्तिम अवस्थामा परिवर्तन गर्दछ भने यसलाई प्रक्रिया गर्ने भनिन्छ। थर्मोडायनामिक प्रक्रियामा दाब, आयतन, एन्थाल्पी, तापमान, एन्ट्रोपी आदि गुणधर्महरू परिवर्तन हुन्छ। थर्मोडायनामिक्सको दोस्रो नियम प्रक्रियालाई दुई शीर्षकमा वर्गीकरण गर्छ
आदर्श वा पुनरावृत्तिय प्रक्रियाहरू
प्राकृतिक वा अपुनरावृत्तिय प्रक्रियाहरू
यदि एक प्रणाली जसले प्रक्रिया गर्दै छ, त्यसको तापमान (t) र दाब (p) भिन्नता अत्यल्प छ भने, यस प्रक्रियालाई निकट इक्विलिब्रियम अवस्था वा पुनरावृत्तियतामा निकट गरिन सकिन्छ।
यदि मूल अवस्थालाई विपरीत दिशामा पुनर्स्थापन गरिन सकिन्छ भने, प्रक्रियालाई आन्तरिक पुनरावृत्तिय भनिन्छ।
यदि परिवर्तनको साथ वातावरण विपरीत अनुक्रममा पुनर्स्थापन गरिन सकिन्छ भने, प्रक्रियालाई बाह्य रूपमा पुनरावृत्तिय भनिन्छ।
पुनरावृत्तिय प्रक्रिया यो अन्तर्निहित र बाह्य दुवै रूपमा पुनरावृत्तिय हुन्छ।
वास्तविक प्रक्रियाहरूको सफलतालाई मापन गर्न, पेशेवाडहरू पुनरावृत्तिय प्रक्रियालाई मापक रूपमा प्रयोग गर्छन् र वास्तविक र वास्तविक प्रक्रियालाई पुनरावृत्तियतामा निकट ल्याउन नुक्सानहरू घटाउन र प्रक्रियाहरूको दक्षता बढाउन चेष्टा गर्छन्।
जब वास्तविक प्रक्रियाहरू पुनरावृत्तियताको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सकिँदैन भने, त्यस प्रक्रियालाई अपुनरावृत्तिय भनिन्छ।
अपुनरावृत्तिय प्रक्रियामा प्रणाली र आस्थित वातावरणको प्रारम्भिक अवस्थालाई अन्तिम अवस्थाबाट मूल अवस्थामा फिर्न सकिँदैन। अपुनरावृत्तिय प्रक्रियामा प्रणालीको एन्ट्रोपी तीव्र रूपमा बढ्छ र यसको मानलाई अन्तिम मानबाट मूल मानमा फिर्न सकिँदैन।
अपुनरावृत्तियता दाब, संरचना, तापमान, संरचनामा भिन्नता, ठाउँ स्थानान्तरण, ठोस र तरलमा घर्षण, रासायनिक प्रतिक्रियाको कारण रहन्छ। पेशेवाडहरू अपुनरावृत्तियताको प्रभावलाई घटाउन र प्रक्रियाहरू र तन्त्रहरूमा उनीहरूको प्रयास गर्छन्।
आन्तरिक ऊर्जाजस्तै, एन्ट्रोपी र एन्थाल्पी थर्मोडायनामिक गुणधर्महरू हुन्। एन्ट्रोपी s द्वारा निरूपित गरिन्छ र एन्ट्रोपी बिन्दु Δs kJ/kg-K मा। एन्ट्रोपी एक अराजकता अवस्था हो। एन्ट्रोपी थर्मोडायनामिक्सको दोस्रो नियमको विषय हो जसले प्रणाली र आस्थित वातावरणको एन्ट्रोपी बिन्दु बिश्वको अनुसार वर्णन गर्छ।
एन्ट्रोपी एक पुनरावृत्तिय थर्मोडा
