ఇది భౌతిక శాస్త్ర నియమాల ప్రకారం జరిగే అధ్యయనాలు మరియు ప్రయోగాల శ్రేణిని కలిగి ఉండటానికి ఉపయోగించే పదం, ఇది భూసంబంధ మూలకాల సమతుల్యతను వివరంగా విశ్లేషిస్తుంది, అలాగే వేడి మరియు శక్తి గ్రహం మరియు గ్రహం మీద జీవితాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుంది? దానిని తయారుచేసే పదార్థాలు. దీని నుండి, పారిశ్రామిక ప్రక్రియలకు సహాయపడే వివిధ యంత్రాలను సృష్టించడం సాధ్యమైంది. ఈ పదం గ్రీకు పదాలు θερμο మరియు from నుండి వచ్చింది, దీని అర్థం "థర్మో" మరియు "వేడి.
థర్మోడైనమిక్స్ అంటే ఏమిటి
విషయ సూచిక
థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క నిర్వచనం థర్మల్ ఎనర్జీని యాంత్రిక శక్తిగా మార్చడాన్ని నియంత్రించే చట్టాలతో ప్రత్యేకంగా వ్యవహరించే శాస్త్రం అని సూచిస్తుంది. ఇది మూడు ప్రాథమిక సూత్రాలపై ఆధారపడింది మరియు స్పష్టమైన తాత్విక చిక్కులను కలిగి ఉంది మరియు భౌతిక శాస్త్రంలో చాలా దూరం ఉన్న భావనలను రూపొందించడానికి కూడా అనుమతిస్తుంది.
దీనిలో, విస్తృతమైన మరియు విస్తృతంగా లేని మాగ్నిట్యూడ్స్ వంటి వివిధ రకాల పరిశోధనా పద్ధతులు మరియు ప్రశంసలు ఉపయోగించబడతాయి. విస్తృతమైనది అంతర్గత శక్తి, మోలార్ కూర్పు లేదా వాల్యూమ్‌ను అధ్యయనం చేస్తుంది మరియు రెండవది, దాని భాగానికి, ఒత్తిడిని అధ్యయనం చేస్తుంది, ఉష్ణోగ్రత మరియు రసాయన సంభావ్యత; అయినప్పటికీ, ఖచ్చితమైన విశ్లేషణ కోసం ఇతర పరిమాణాలు ఉపయోగించబడతాయి.
థర్మోడైనమిక్స్ ఏమి అధ్యయనం చేస్తుంది
థర్మోడైనమిక్స్ వ్యవస్థల మధ్య ఉష్ణ శక్తి యొక్క మార్పిడులను అధ్యయనం చేస్తుంది మరియు అటువంటి మార్పిడి సూచించే యాంత్రిక మరియు రసాయన దృగ్విషయాలు. ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో, యాంత్రిక శక్తిని ఉష్ణ శక్తిగా మార్చడం లేదా దీనికి విరుద్ధంగా, థర్మోడైనమిక్ ట్రాన్స్ఫర్మేషన్స్ అని పిలువబడే దృగ్విషయాలను అధ్యయనం చేసే బాధ్యత ఇది.
ఇది ఒక దృగ్విషయ శాస్త్రంగా పరిగణించబడుతుంది, ఎందుకంటే ఇది వస్తువులు మరియు ఇతరుల స్థూల అధ్యయనాలపై దృష్టి పెడుతుంది. అదేవిధంగా, గణాంక మెకానిక్స్ వంటి దాని విశ్లేషణ వస్తువులలో గుర్తించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న దృగ్విషయాన్ని వివరించడానికి ఇది ఇతర శాస్త్రాలను ఉపయోగించుకుంటుంది. థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థలు వాటి లక్షణాలను కలపడానికి సహాయపడే కొన్ని సమీకరణాలను ఉపయోగిస్తాయి.
దాని ప్రాథమిక సూత్రాలలో శక్తి, ఒక శరీరం నుండి మరొక శరీరానికి, వేడి ద్వారా బదిలీ చేయగలదు. ఇది ఇంజనీరింగ్ వంటి అనేక అధ్యయన రంగాలకు వర్తించబడుతుంది, అలాగే ఇంజిన్ల అభివృద్ధికి సహకరించడం, దశ మార్పులు, రసాయన ప్రతిచర్యలు మరియు కాల రంధ్రాలను అధ్యయనం చేస్తుంది.
థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థ అంటే ఏమిటి
థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థను శరీరం లేదా శరీరాల సమితి అంటారు, దీనిపై థర్మోడైనమిక్ పరివర్తన జరుగుతుంది. ఒక వ్యవస్థ యొక్క అధ్యయనం రాష్ట్రం నుండి ప్రారంభమవుతుంది, అనగా, ఒక నిర్దిష్ట క్షణంలో దాని భౌతిక పరిస్థితుల నుండి. సూక్ష్మదర్శిని స్థాయిలో, ద్రవ్యరాశి, పీడనం, ఉష్ణోగ్రత మొదలైన కోఆర్డినేట్లు లేదా థర్మల్ వేరియబుల్స్ ద్వారా స్థితిని వర్ణించవచ్చు, ఇవి ఖచ్చితంగా కొలవగలవు, కానీ సూక్ష్మదర్శిని స్థాయిలో, భిన్నాలు (అణువులు, అణువులు) వ్యవస్థ మరియు సూక్ష్మ లక్షణాలు చివరికి ఆధారపడే ఈ కణాల స్థానాలు మరియు వేగాల సమితిని గుర్తించండి.
అదనంగా, థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థ అనేది స్థలం యొక్క ప్రాంతం, ఇది జరుగుతున్న అధ్యయనానికి లోబడి ఉంటుంది మరియు ఇది నిజమైన లేదా.హాత్మకమైన ఉపరితలం ద్వారా పరిమితం చేయబడింది. దానితో సంభాషించే వ్యవస్థ వెలుపల ఉన్న ప్రాంతాన్ని సిస్టమ్ ఎన్విరాన్మెంట్ అంటారు. పదార్థం మరియు శక్తి మార్పిడి ద్వారా థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థ దాని వాతావరణంతో సంకర్షణ చెందుతుంది.
వ్యవస్థను దాని మిగిలిన సందర్భం నుండి వేరుచేసే ఉపరితలాన్ని గోడ అని పిలుస్తారు మరియు దాని లక్షణాల ప్రకారం అవి మూడు రకాలుగా వర్గీకరించబడతాయి:
ఓపెన్ థర్మోడైనమిక్ సిస్టమ్
ఇది శక్తి మరియు పదార్థం మధ్య మార్పిడి.
క్లోజ్డ్ థర్మోడైనమిక్ సిస్టమ్
ఇది పదార్థాన్ని మార్పిడి చేయదు, కానీ అది శక్తిని మార్పిడి చేస్తుంది.
వివిక్త థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థ
ఇది పదార్థం లేదా శక్తిని మార్పిడి చేయదు.
థర్మోడైనమిక్స్ సూత్రాలు
థర్మోడైనమిక్స్ థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థలను సూచించే ప్రాథమిక భౌతిక పరిమాణాలను నిర్ణయించే కొన్ని ప్రాథమికాలను కలిగి ఉంది. ఈ సూత్రాలు కొన్ని పరిస్థితులలో వారి ప్రవర్తన ఎలా ఉంటుందో వివరిస్తాయి మరియు కొన్ని దృగ్విషయాల ఆవిర్భావాన్ని నిరోధిస్తాయి.
ఒక శరీరం వేడి గ్రహించి ప్రసరిస్తుంది ఉన్నప్పుడు ధార్మిక సమతుల్యతలో చెప్పబడుతుంది సమాన. ఈ సందర్భంలో దాని అన్ని పాయింట్ల ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంటుంది. థర్మల్ సమతుల్యత యొక్క విరుద్ధమైన కేసు సూర్యుడికి బహిర్గతమయ్యే ఇనుము.
ఈ శరీరం యొక్క ఉష్ణోగ్రత, సమతుల్యత చేరుకున్న తర్వాత, పర్యావరణం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే సౌరశక్తి యొక్క నిరంతర సహకారం శరీరం ప్రసరించే మరియు దాని ప్రసరణ మరియు ఉష్ణప్రసరణతో కోల్పోయే దాని ద్వారా భర్తీ చేయబడుతుంది.
థర్మల్ సమతుల్యతను చేరుకున్న తరువాత సంపర్కంలో ఉన్న రెండు శరీరాలు ఒకే ఉష్ణోగ్రతలో ఉన్నప్పుడు థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క సున్నా సూత్రం లేదా థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క సున్నా సూత్రం ఉంటుంది. అతి శీతలమైన శరీరం వేడెక్కుతుంది మరియు వెచ్చగా ఉంటుంది అని తేలికగా అర్ధం అవుతుంది, తద్వారా ఉష్ణోగ్రతలో వాటి వ్యత్యాసం తగ్గడంతో వాటి మధ్య వేడి ప్రవాహం తగ్గుతుంది.
"> లోడ్ అవుతోంది…థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మొదటి నియమం
థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మొదటి సూత్రం శక్తి పరిరక్షణ సూత్రం (సరిగ్గా మరియు పదార్థ-శక్తి యొక్క సాపేక్షత సిద్ధాంతానికి అనుగుణంగా) దీని ప్రకారం అది సృష్టించబడదు లేదా నాశనం చేయబడదు, అయినప్పటికీ ఇది ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో రూపాంతరం చెందుతుంది మరొకరికి.
శక్తి సూత్రం యొక్క సాధారణీకరణ ఒక వ్యవస్థ యొక్క అంతర్గత శక్తి యొక్క వైవిధ్యం అనేది చేపట్టిన మరియు బదిలీ చేయబడిన పని యొక్క మొత్తం అని ధృవీకరించడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది పని మరియు వేడి శక్తిని బదిలీ చేసే మార్గాలు అని స్థాపించబడినప్పటి నుండి ఒక తార్కిక ప్రకటన మరియు అది కాదు సృష్టించండి లేదా నాశనం చేయండి.
వ్యవస్థ యొక్క అంతర్గత శక్తిని వేర్వేరు శక్తుల మొత్తం మరియు దానిని కంపోజ్ చేసే అన్ని కణాల మొత్తంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు, అవి: అనువాదం, భ్రమణం మరియు కంపనం యొక్క గతి శక్తి, బంధన శక్తి, సమన్వయం మొదలైనవి.
మొదటి సూత్రం కొన్నిసార్లు మొదటి రకమైన శాశ్వత మొబైల్ ఉనికికి అసాధ్యమని పేర్కొనబడింది, అనగా, అది తనను తాను వ్యక్తపరిచే ఏ మార్గాల్లోనైనా శక్తిని వినియోగించకుండా పనిని ఉత్పత్తి చేసే అవకాశం.
థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క రెండవ సూత్రం
ఈ రెండవ సూత్రం భౌతిక సంఘటనల యొక్క కోలుకోలేని స్థితితో వ్యవహరిస్తుంది, ముఖ్యంగా ఉష్ణ బదిలీ సమయంలో.
సహజంగా సంభవించే పరివర్తనాలు ఒక నిర్దిష్ట అర్ధాన్ని కలిగి ఉన్నాయని, ఎప్పటికి గమనించకుండానే, అది ఆకస్మికంగా వ్యతిరేక దిశలో జరుగుతుందని పెద్ద సంఖ్యలో ప్రయోగాత్మక వాస్తవాలు చూపిస్తున్నాయి.
థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క రెండవ సూత్రం, ఆకస్మిక పరివర్తనాలు సంభవించే భావం గురించి అనుభవం ఏమి బోధిస్తుందో సాధారణీకరణ. ఇది వాస్తవానికి సమానమైన వివిధ సూత్రీకరణలకు మద్దతు ఇస్తుంది. బ్రిటీష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు లార్డ్ కెల్విన్ దీనిని 1851 లో ఈ నిబంధనలలో పేర్కొన్నాడు "పరివర్తనను నిర్వహించడం అసాధ్యం, దీని ఫలితం ఒకే మూల ఉష్ణోగ్రత నుండి సేకరించిన వేడి యొక్క పనిగా మార్చడం"
భౌతిక శాస్త్రంలో థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన చట్టాలలో ఇది ఒకటి; వాటిని అనేక విధాలుగా సూత్రీకరించగలిగినప్పటికీ, అవన్నీ కోలుకోలేని భావన మరియు ఎంట్రోపీ యొక్క వివరణకు దారితీస్తాయి. జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు గణిత శాస్త్రజ్ఞుడు, రుడాల్ఫ్ క్లాసియస్ ఒక అసమానతను ఉష్ణ వనరుల యొక్క ఏకపక్ష సంఖ్యలో మరియు వాటి ద్వారా పంపిణీ చేయబడిన వేడి మొత్తాల మధ్య సంబంధం కలిగి ఉన్నాడు, ఒక పదార్ధం ఏదైనా చక్రీయ ప్రక్రియ ద్వారా వెళ్ళినప్పుడు, రివర్సిబుల్ లేదా కోలుకోలేని, వేడిని మార్పిడి మూలాలు.
జలవిద్యుత్ ప్లాంట్లో, ఆనకట్ట నీటి శక్తి నుండి విద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తి అవుతుంది. పైపుల ద్వారా నీరు దిగుతున్నప్పుడు ఈ శక్తి గతి శక్తిగా రూపాంతరం చెందుతుంది మరియు ఈ గతిశక్తిలో కొంత భాగం టర్బైన్ యొక్క భ్రమణ గతిశక్తిగా రూపాంతరం చెందుతుంది, దీని అక్షం ఆల్టర్నేటర్ యొక్క ప్రేరక అక్షంతో సమగ్రంగా ఉంటుంది, ఇది శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది విద్యుత్.
థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మొదటి సూత్రం ఒక శక్తి నుండి మరొక రూపానికి వచ్చే మార్పులలో ప్రారంభ శక్తిలో పెరుగుదల లేదా తగ్గుదల లేదని నిర్ధారించడానికి అనుమతిస్తుంది, రెండవ సూత్రం ఆ శక్తిలో కొంత భాగం వేడి రూపంలో విడుదల చేయబడిందని చెబుతుంది.
థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మూడవ సూత్రం
మూడవ సూత్రాన్ని రసాయన శాస్త్రవేత్త వాల్తేర్ నెర్న్స్ట్ 1906-1912 సంవత్సరాలలో అభివృద్ధి చేశారు, అందుకే దీనిని తరచుగా నెర్న్స్ట్ సిద్ధాంతం లేదా నెర్న్స్ట్ యొక్క పోస్టులేట్ అని పిలుస్తారు. థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క ఈ మూడవ సూత్రం ఒక సంపూర్ణ సున్నా వ్యవస్థ యొక్క ఎంట్రోపీ ఒక ఖచ్చితమైన స్థిరాంకం అని చెబుతుంది. దీనికి కారణం దాని భూ స్థితిలో సున్నా ఉష్ణోగ్రత వ్యవస్థ ఉంది, కాబట్టి దాని ఎంట్రోపీ భూమి స్థితి యొక్క క్షీణత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. 1912 లో, నెర్న్స్ట్ ఈ విధంగా చట్టాన్ని స్థాపించాడు: "పరిమిత సంఖ్యలో దశల్లో ఐసోథెర్మ్ T = 0 ను చేరుకోవడం ఏ విధానం ద్వారా అసాధ్యం"
థర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియలు
థర్మోడైనమిక్స్ భావనలో, ప్రక్రియలు ఒక వ్యవస్థలో జరిగే మార్పులు మరియు ప్రారంభ సమతౌల్య స్థితి నుండి తుది సమతౌల్య స్థితికి తీసుకువెళతాయి. ప్రక్రియ అంతటా స్థిరంగా ఉంచబడిన వేరియబుల్ ప్రకారం ఇవి వర్గీకరించబడతాయి.
అంతర్గత దహన ఇంజిన్‌లో పిస్టన్‌ల కదలికను నిర్వహించడానికి గాలి-ఇంధన మిశ్రమాన్ని జ్వలించే వరకు మంచు కరగడం నుండి ఒక ప్రక్రియ సంభవించవచ్చు.
థర్మోడైనమిక్ వ్యవస్థలో మూడు పరిస్థితులు మారవచ్చు: ఉష్ణోగ్రత, వాల్యూమ్ మరియు పీడనం. థర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియలు వాయువులలో అధ్యయనం చేయబడతాయి, ఎందుకంటే ద్రవాలు అగమ్యగోచరంగా ఉంటాయి మరియు వాల్యూమ్ మార్పులు జరగవు. అలాగే, అధిక ఉష్ణోగ్రత కారణంగా, ద్రవాలు వాయువులుగా మారుతాయి. ఘనపదార్థాలలో, థర్మోడైనమిక్ అధ్యయనాలు నిర్వహించబడవు ఎందుకంటే అవి అగమ్యగోచరంగా ఉంటాయి మరియు వాటిపై యాంత్రిక పని లేదు.
థర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియల రకాలు
ఈ ప్రక్రియలు వాటి విధానం ప్రకారం వర్గీకరించబడతాయి, వేరియబుల్స్‌లో ఒకదాన్ని స్థిరంగా ఉంచడానికి, ఉష్ణోగ్రత, పీడనం లేదా వాల్యూమ్. అదనంగా, శక్తి మార్పిడి మరియు దాని అన్ని వేరియబుల్స్ యొక్క మార్పు వంటి ఇతర ప్రమాణాలు వర్తించబడతాయి.
ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియ
ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియలు అన్నీ వ్యవస్థ యొక్క ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంటాయి. ఇది పని చేయడం ద్వారా జరుగుతుంది, తద్వారా ఇతర వేరియబుల్స్ (పి మరియు వి) కాలక్రమేణా మారుతాయి.
ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ
ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ ఒకటి, దీనిలో ఒత్తిడి స్థిరంగా ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత మరియు వాల్యూమ్‌లో వైవిధ్యం దాని అభివృద్ధిని నిర్వచిస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు వాల్యూమ్ స్వేచ్ఛగా మారుతుంది.
ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియలు
ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియలలో వాల్యూమ్ స్థిరంగా ఉంటుంది. సిస్టమ్ ఏ పనిని ఉత్పత్తి చేయని (W = 0) గా కూడా దీనిని పరిగణించవచ్చు.
సాధారణంగా, అవి భౌతిక లేదా రసాయన దృగ్విషయం, అవి ఏ కంటైనర్ లోపల అయినా వణుకుతున్నా లేదా అనే దానిపై అధ్యయనం చేయబడతాయి.
అడియాబాటిక్ ప్రక్రియ
అడియాబాటిక్ ప్రక్రియ ఏమిటంటే, థర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియ, దీనిలో వ్యవస్థ నుండి బయటికి లేదా వ్యతిరేక దిశలో ఉష్ణ మార్పిడి ఉండదు. ఈ రకమైన ప్రక్రియకు ఉదాహరణలు పానీయాల కోసం థర్మోస్‌లో చేయవచ్చు.
"> లోడ్ అవుతోంది…థర్మోడైనమిక్ ప్రక్రియల ఉదాహరణలు
- ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియకు ఉదాహరణ: వాయువు యొక్క పరిమాణం స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది. ఏదైనా రకమైన ఉష్ణోగ్రత మార్పు సంభవించినప్పుడు, అది ఒత్తిడి మార్పుతో ఉంటుంది. ప్రెజర్ కుక్కర్‌లో ఆవిరి మాదిరిగానే, అది వేడెక్కుతున్నప్పుడు దాని ఒత్తిడిని పెంచుతుంది.
- ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియకు ఉదాహరణగా: గ్యాస్ ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది. వాల్యూమ్ పెరిగేకొద్దీ ఒత్తిడి తగ్గుతుంది. ఉదాహరణకు, వాక్యూమ్ మేకింగ్ మెషీన్‌లోని బెలూన్ వాక్యూమ్ సృష్టించబడినప్పుడు దాని వాల్యూమ్‌ను పెంచుతుంది.
- అడియాబాటిక్ ప్రక్రియకు సంబంధించి: ఉదాహరణకు, సైకిల్ టైర్ ద్రవ్యోల్బణ పంపులో పిస్టన్ యొక్క కుదింపు లేదా సిరంజి యొక్క ప్లంగర్ యొక్క వేగవంతమైన డికంప్రెషన్, గతంలో దాన్ని అవుట్‌లెట్ హోల్ ప్లగ్ చేసిన కంప్రెస్ చేస్తుంది.
