अनुशंसित, 2021

संपादक की पसंद

थर्मोडायनामिक्स के पहले और दूसरे कानून के बीच अंतर

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला कानून ऊर्जा के संरक्षण से संबंधित है, जबकि ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा कानून यह तर्क देता है कि कुछ ऊष्मागतिकी प्रक्रियाएं अभेद्य हैं और पूरी तरह से ऊष्मप्रवैगिकी के पहले कानून का पालन नहीं करती हैं।

' थर्मोडायनामिक्स ' शब्द ग्रीक शब्दों से लिया गया है, जहां "थर्मो" का मतलब गर्मी और "गतिकी" का अर्थ शक्ति है। तो ऊष्मागतिकी ऊर्जा का अध्ययन है जो प्रकाश, गर्मी, विद्युत और रासायनिक ऊर्जा जैसे विभिन्न रूपों में मौजूद है।

थर्मोडायनामिक्स भौतिकी और उसके संबंधित क्षेत्र जैसे रसायन विज्ञान, भौतिक विज्ञान, पर्यावरण विज्ञान आदि का बहुत महत्वपूर्ण हिस्सा है। इस बीच 'कानून' का अर्थ है नियमों की प्रणाली। इसलिए ऊष्मप्रवैगिकी के नियम ऊर्जा के रूपों में से एक है जो गर्मी है, यांत्रिक कार्य के अनुरूप विभिन्न परिस्थितियों में उनका व्यवहार।

हालांकि हम जानते हैं कि ऊष्मप्रवैगिकी के चार कानून हैं, जो शून्य कानून से शुरू होते हैं, पहला कानून, दूसरा कानून और तीसरा कानून। लेकिन सबसे अधिक उपयोग पहले और दूसरे कानून हैं, इसलिए इस सामग्री में, हम पहले और दूसरे कानूनों पर चर्चा और अंतर करेंगे।

तुलना चार्ट

तुलना के लिए आधारऊष्मप्रवैगिकी के पहले कानूनउष्मागतिकी का दूसरा नियम
बयान
ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है।
एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी (विकारों की डिग्री) कभी नहीं बढ़ती है बल्कि हमेशा बढ़ती है।
अभिव्यक्ति
ΔE = Q + W, का उपयोग मूल्य की गणना के लिए किया जाता है यदि कोई दो मात्रा ज्ञात हो।ΔS = ΔS (सिस्टम) + surroundingS (आसपास)> 0
अभिव्यक्ति का तात्पर्य हैकिसी सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन सिस्टम में गर्मी प्रवाह के योग के बराबर होता है और आसपास के सिस्टम पर काम करता है।एन्ट्रापी में कुल परिवर्तन प्रणाली के एन्ट्रापी और आसपास के परिवर्तन का योग है जो किसी भी वास्तविक प्रक्रिया के लिए बढ़ेगा और 0 से कम नहीं हो सकता है।
उदाहरण
1. विद्युत बल्ब, जब प्रकाश विद्युत ऊर्जा को प्रकाश ऊर्जा (उज्ज्वल ऊर्जा) और ऊष्मा ऊर्जा (तापीय ऊर्जा) में परिवर्तित करता है।
2. पौधे प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में सूर्य के प्रकाश (प्रकाश या उज्ज्वल ऊर्जा) को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं।
1. मशीनें ईंधन की तरह अत्यधिक उपयोगी ऊर्जा को कम उपयोगी ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं, जो प्रक्रिया शुरू करते समय ली गई ऊर्जा के बराबर नहीं है।
2. कमरे में हीटर विद्युत ऊर्जा का उपयोग करता है और कमरे को गर्मी देता है, लेकिन बदले में कमरा हीटर को समान ऊर्जा प्रदान नहीं कर सकता है।

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले कानून की परिभाषा

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहता है कि ' ऊर्जा न तो बनाई जा सकती है और न ही नष्ट की जा सकती है ' यह केवल एक राज्य से दूसरे में परिवर्तित हो सकती है। इसे संरक्षण के नियम के रूप में भी जाना जाता है।

उपरोक्त कथन की व्याख्या करने के लिए कई उदाहरण हैं, जैसे एक बिजली का बल्ब, जो विद्युत ऊर्जा का उपयोग करता है और प्रकाश और गर्मी ऊर्जा में परिवर्तित होता है।

सभी प्रकार की मशीनें और इंजन काम करने के लिए या अलग-अलग परिणाम देने के लिए किसी न किसी तरह के ईंधन का उपयोग करते हैं। यहां तक ​​कि जीवित जीव भी, भोजन करते हैं जो पच जाता है और विभिन्न गतिविधियों को करने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।

ΔE = क्यू + डब्ल्यू

इसे साधारण समीकरण द्वारा theE के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जो कि किसी सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन गर्मी के योग के बराबर है (Q) जो आसपास की सीमाओं में बहती है और कार्य (W) पर किया जाता है आस-पास की व्यवस्था। लेकिन मान लीजिए कि अगर गर्मी का प्रवाह सिस्टम से बाहर होता है तो 'क्यू' नकारात्मक होगा, इसी तरह अगर काम सिस्टम द्वारा किया जाता है तो 'डब्ल्यू' भी नकारात्मक होगा।

तो हम यह कह सकते हैं कि पूरी प्रक्रिया दो कारकों पर निर्भर करती है, जो गर्मी और काम हैं, और इनमें थोड़े से बदलाव से सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में बदलाव आएगा। लेकिन जैसा कि हम सभी जानते हैं कि यह प्रक्रिया इतनी सहज नहीं है और हर बार लागू नहीं होती है, क्योंकि ऊर्जा कभी भी अनायास कम तापमान से उच्च तापमान तक नहीं जाती है।

उष्मागतिकी के दूसरे नियम की परिभाषा

उष्मागतिकी के दूसरे नियम को व्यक्त करने के कई तरीके हैं, लेकिन उससे पहले हमें यह समझने की जरूरत है कि दूसरा कानून क्यों पेश किया गया था। हम सोचते हैं कि दिन-प्रतिदिन के जीवन की वास्तविक प्रक्रिया में उष्मागतिकी का पहला नियम संतुष्ट होना चाहिए, लेकिन यह अनिवार्य नहीं है।

उदाहरण के लिए, एक कमरे में एक बिजली के बल्ब पर विचार करें जो विद्युत ऊर्जा को गर्मी (थर्मल) और प्रकाश ऊर्जा में कवर करेगा और कमरा हल्का हो जाएगा, लेकिन रिवर्स संभव नहीं है, कि अगर हम प्रकाश और गर्मी की समान मात्रा प्रदान करते हैं बल्ब, यह विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाएगा। यद्यपि यह स्पष्टीकरण वास्तव में ऊष्मागतिकी के पहले नियम का विरोध नहीं करता है, लेकिन यह भी संभव नहीं है।

केल्विन-प्लैंक के कथन के अनुसार "यह किसी भी उपकरण के लिए असंभव है जो एक चक्र में संचालित होता है, एक जलाशय से गर्मी प्राप्त करता है और इसे 100% कार्य में परिवर्तित करता है, अर्थात, कोई गर्मी इंजन नहीं है जिसमें 100% की तापीय क्षमता हो" ।

यहां तक ​​कि, क्लॉज़ियस ने कहा कि "एक उपकरण का निर्माण करना असंभव है जो एक चक्र में संचालित होता है और कम तापमान वाले जलाशय से बाहरी कार्य की अनुपस्थिति में उच्च तापमान वाले जलाशय में गर्मी को स्थानांतरित करता है"।

अतः उपरोक्त कथन से, यह स्पष्ट है कि ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम इस बात के बारे में बताता है कि ऊर्जा परिवर्तन किसी विशेष दिशा में ही होता है, जो ऊष्मागतिकी के पहले नियम में स्पष्ट नहीं है।

ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून को कानून की वृद्धि हुई एंट्री के रूप में भी जाना जाता है, जो कहता है कि समय के साथ एक प्रणाली में विकृति या विकारों की डिग्री हमेशा बढ़ेगी। एक उदाहरण दें, कि किसी भी कार्य को आगे बढ़ने के साथ ही कार्य शुरू करने के बाद हम और अधिक गड़बड़ करते हैं। तो, समय बढ़ने के साथ, विकार या अव्यवस्था भी बढ़ जाती है।

यह घटना हर प्रणाली में लागू है, उपयोगी ऊर्जा के उपयोग के साथ, अनुपयोगी ऊर्जा को दूर दिया जाएगा।

ΔS = ΔS (सिस्टम) + surroundingS (आसपास)> 0

जैसा कि पहले वर्णित है, एनआरएसपी में कुल परिवर्तन कर रहे डेल्स सिस्टम की एन्ट्रापी और आसपास के परिवर्तन का योग है जो किसी भी वास्तविक प्रक्रिया के लिए बढ़ेगा और 0 से कम नहीं हो सकता है।

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले और दूसरे कानूनों के बीच महत्वपूर्ण अंतर

थर्मोडायनामिक्स के पहले और दूसरे कानूनों के बीच अंतर करने के लिए आवश्यक बिंदु नीचे दिए गए हैं:

  1. थर्मोडायनामिक्स के प्रथम नियम के अनुसार 'ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, इसे केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।' ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून के अनुसार, जो पहले कानून का उल्लंघन नहीं करते हैं, लेकिन कहते हैं कि ऊर्जा जो एक राज्य से दूसरे में परिवर्तित होती है, हमेशा उपयोगी नहीं होती है और 100% के रूप में ली जाती है। इसलिए यह कहा जा सकता है कि 'पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी (विकारों की डिग्री) कभी कम नहीं होती बल्कि हमेशा बढ़ती रहती है।'
  2. ऊष्मप्रवैगिकी के पहले कानून को QE = Q + W के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, का उपयोग मूल्य की गणना के लिए किया जाता है, यदि कोई दो मात्रा ज्ञात है, जबकि ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून को =S = ΔS (सिस्टम) + ΔS के रूप में व्यक्त किया जा सकता है आसपास)> 0
  3. अभिव्यक्तियाँ यह कहती हैं कि सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन सिस्टम में गर्मी प्रवाह के योग के बराबर है और सिस्टम में पहले कानून में आसपास के द्वारा किए गए कार्य हैं। दूसरे कानून में, एन्ट्रापी में कुल परिवर्तन प्रणाली के एन्ट्रापी और आसपास के परिवर्तन का योग है जो किसी भी वास्तविक प्रक्रिया के लिए बढ़ेगा और 0 से कम नहीं हो सकता है।

निष्कर्ष

इस लेख में, हमने थर्मोडायनामिक्स पर चर्चा की, जो भौतिकी या मशीनरी जैसे रेफ्रिजरेटर, कार, वॉशिंग मशीन तक सीमित नहीं है, लेकिन यह अवधारणा हर किसी के दिन-प्रतिदिन के काम पर लागू होती है। यद्यपि यहां हमने ऊष्मप्रवैगिकी के दो सबसे भ्रमित कानूनों को प्रतिष्ठित किया है, क्योंकि हम जानते हैं कि दो और हैं, जिन्हें समझना बहुत आसान है और इतना विरोधाभासी नहीं।

Top