তাপগতিবিজ্ঞান

তাপগতিবিজ্ঞান#

তাপগতিবিজ্ঞান পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ সেই শাখা যিয়ে তাপ আৰু ইয়াৰ শক্তিৰ অন্যান্য ৰূপৰ সৈতে সম্পৰ্কৰ বিষয়ে আলোচনা কৰে। ই কেনেকৈ স্থানান্তৰিত আৰু ৰূপান্তৰিত হয়, আৰু ইয়ে পদাৰ্থৰ স্থূল বৈশিষ্ট্যসমূহক কেনেকৈ প্ৰভাৱিত কৰে, তাৰ অধ্যয়ন কৰে। তাপগতিবিজ্ঞানৰ চাৰিটা সূত্ৰই এই প্ৰক্ৰিয়াসমূহ বুজিবলৈ এক চৌহদ প্ৰদান কৰে।

প্ৰথম সূত্ৰটোৱে কয় যে শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস কৰিব নোৱাৰি, কেৱল স্থানান্তৰিত বা ৰূপান্তৰিত কৰিব পাৰি। দ্বিতীয় সূত্ৰটোৱে কয় যে এটা বিচ্ছিন্ন প্ৰণালীৰ এনট্ৰ’পি সময়ৰ লগে লগে সদায় বাঢ়ি থাকে। তৃতীয় সূত্ৰটোৱে কয় যে পৰম শূন্য তাপমাত্ৰালৈ যোৱাৰ লগে লগে এটা প্ৰণালীৰ এনট্ৰ’পি এটা ধ্ৰুৱক মানলৈ আগবাঢ়ে। চতুৰ্থ সূত্ৰটোৱে কয় যে তাপমাত্ৰা পৰম শূন্যলৈ আগবাঢ়িলে প্ৰণালীটোৰ এনট্ৰ’পি এটা ধ্ৰুৱক মানলৈ আগবাঢ়ে।

এই সূত্ৰসমূহে আমাৰ বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডৰ বুজাবুজিৰ বাবে গুৰুত্বপূৰ্ণ প্ৰভাৱ আছে। উদাহৰণস্বৰূপে, তাপগতিবিজ্ঞানৰ দ্বিতীয় সূত্ৰটোৱে আমাক কয় যে বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ড সদায় অধিক বিশৃংখল হৈ আছে, আৰু শেষত সকলো তৰাই নুমাই যাব আৰু বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডই সৰ্বোচ্চ এনট্ৰ’পিৰ অৱস্থালৈ উপনীত হ’ব।

তাপগতিবিজ্ঞান কি?#

তাপগতিবিজ্ঞান কি?

তাপগতিবিজ্ঞান হৈছে পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ সেই শাখা যিয়ে তাপ আৰু ইয়াৰ শক্তিৰ অন্যান্য ৰূপৰ সৈতে সম্পৰ্কৰ বিষয়ে আলোচনা কৰে। ই এক মৌলিক বিজ্ঞান যি অভিযান্ত্ৰিকী, ৰসায়নবিদ্যা, জীৱবিজ্ঞান, আৰু পৰিৱেশ বিজ্ঞানৰ দৰে বহুতো ক্ষেত্ৰত প্ৰয়োগ আছে।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ মৌলিক নীতিসমূহ তাপগতিবিজ্ঞানৰ সূত্ৰসমূহৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি গঢ় লৈছে, যিয়ে পদাৰ্থিক প্ৰণালীসমূহত তাপ আৰু শক্তিয়ে কেনেকৈ আচৰণ কৰে বৰ্ণনা কৰে। তাপগতিবিজ্ঞানৰ চাৰিটা সূত্ৰ হ’ল:

• তাপগতিবিজ্ঞানৰ শূন্যতম সূত্ৰ: যদি দুটা প্ৰণালী তৃতীয় এটা প্ৰণালীৰ সৈতে তাপীয় সমতাত থাকে, তেন্তে সেই দুটা পৰস্পৰৰ সৈতে তাপীয় সমতাত থাকে।
• তাপগতিবিজ্ঞানৰ প্ৰথম সূত্ৰ: শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস কৰিব নোৱাৰি, কিন্তু ইয়াৰ ৰূপান্তৰ ঘটুৱাব পাৰি বা ইয়াক এটা ৰূপৰ পৰা আন এটা ৰূপলৈ স্থানান্তৰ কৰিব পাৰি।
• তাপগতিবিজ্ঞানৰ দ্বিতীয় সূত্ৰ: এটা বিচ্ছিন্ন প্ৰণালীৰ এনট্ৰ’পি সময়ৰ লগে লগে সদায় বাঢ়ি থাকে।
• তাপগতিবিজ্ঞানৰ তৃতীয় সূত্ৰ: পৰম শূন্য তাপমাত্ৰাত এটা নিখুঁত স্ফটিকৰ এনট্ৰ’পি শূন্য হয়।

এই সূত্ৰসমূহে পদাৰ্থিক প্ৰণালীসমূহত তাপ আৰু শক্তি কেনেকৈ প্ৰবাহিত হয় বুজিবলৈ এক চৌহদ প্ৰদান কৰে। ইয়াক বিভিন্ন পৰিস্থিতিত প্ৰণালীসমূহৰ আচৰণ ভৱিষ্যতবাণী কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি, যেনে তাপ ইঞ্জিনৰ কাৰ্য, শীতলীকৰণ ব্যৱস্থাৰ নক্সা, আৰু ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়াৰ অধ্যয়ন।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ উদাহৰণ

তাপগতিবিজ্ঞান বিভিন্ন ক্ষেত্ৰত কেনেকৈ প্ৰয়োগ কৰা হয় তাৰ কেইটামান উদাহৰণ তলত দিয়া হ’ল:

• অভিযান্ত্ৰিকী: তাপগতিবিজ্ঞান তাপ ইঞ্জিন, শীতলীকৰণ ব্যৱস্থা, আৰু অন্যান্য যন্ত্ৰপাতিৰ নক্সা আৰু অপ্টিমাইজ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয় যিবোৰে তাপক কামলৈ বা কামক তাপলৈ ৰূপান্তৰ কৰে।
• ৰসায়নবিদ্যা: তাপগতিবিজ্ঞান ৰাসায়নিক বিক্ৰিয়া অধ্যয়ন কৰিবলৈ আৰু ৰাসায়নিক প্ৰণালীসমূহৰ সমতাৰ গঠন ভৱিষ্যতবাণী কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
• জীৱবিজ্ঞান: তাপগতিবিজ্ঞান কোষ আৰু জীৱৰ শক্তি বিপাক অধ্যয়ন কৰিবলৈ, আৰু জীৱিত প্ৰণালীসমূহে কেনেকৈ সমস্থিতি বজাই ৰাখে বুজিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
• পৰিৱেশ বিজ্ঞান: তাপগতিবিজ্ঞান পৰিৱেশত তাপ আৰু শক্তিৰ স্থানান্তৰ অধ্যয়ন কৰিবলৈ, আৰু জলবায়ুৰ ওপৰত মানুহৰ কাৰ্যকলাপৰ প্ৰভাৱ বুজিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

তাপগতিবিজ্ঞান এক শক্তিশালী সঁজুলি যি প্ৰাকৃতিক জগতৰ বিস্তৃত পৰিঘটনা বুজিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি। ই এক মৌলিক বিজ্ঞান যি বহুতো ক্ষেত্ৰত প্ৰয়োগ আছে, আৰু ই গৱেষণাৰ এক সক্ৰিয় ক্ষেত্ৰ হৈয়েই আছে।

JEE মেইনৰ বাবে তাপগতিবিজ্ঞানৰ দ্ৰুত পুনৰালোচনা

চমু টোকা

• তাপগতিবিজ্ঞান হৈছে পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ সেই শাখা যিয়ে তাপ আৰু ইয়াৰ শক্তিৰ অন্যান্য ৰূপৰ সৈতে সম্পৰ্কৰ বিষয়ে আলোচনা কৰে।
• তাপগতিবিজ্ঞানৰ প্ৰথম সূত্ৰই কয় যে শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস কৰিব নোৱাৰি, কেৱল স্থানান্তৰিত বা ৰূপান্তৰিত কৰিব পাৰি।
• তাপগতিবিজ্ঞানৰ দ্বিতীয় সূত্ৰই কয় যে এটা বন্ধ প্ৰণালীৰ এনট্ৰ’পি সময়ৰ লগে লগে সদায় বাঢ়ি থাকে।
• এনট্ৰ’পি হৈছে এটা প্ৰণালীৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ।
• তাপ হৈছে এটা বস্তুৰ পৰা আন এটা বস্তুলৈ তাপীয় শক্তিৰ স্থানান্তৰ।
• কাম হৈছে বলৰ দ্বাৰা এটা বস্তুৰ পৰা আন এটা বস্তুলৈ শক্তিৰ স্থানান্তৰ।
• অভ্যন্তৰীণ শক্তি হৈছে এটা প্ৰণালীৰ কণাসমূহৰ গতিশক্তি আৰু স্থিতি শক্তিৰ সমষ্টি।
• এন্থালপি হৈছে এটা প্ৰণালীৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তি আৰু ইয়াৰ চাপ আৰু আয়তনৰ গুণফলৰ সমষ্টি।
• গিবছৰ মুক্ত শক্তি হৈছে ধ্ৰুৱক তাপমাত্ৰা আৰু চাপত এটা প্ৰণালীয়ে কৰিব পৰা কামৰ সৰ্বোচ্চ পৰিমাণ।

পূৰ্বৰ বছৰৰ প্ৰশ্ন (PYQs)

1. 10 L আয়তনৰ পৰা 5 L আয়তনলৈ এটা গেছ সংকুচিত কৰা হ’ল। গেছটোৰ চাপ 1 atm ৰ পৰা 2 atm লৈ বৃদ্ধি পালে। গেছটোৱে কৰা কাম কিমান?

2. 0°C ত থকা 100 g বৰফৰ এটা টুকুৰা 20°C ত থকা 100 g পানী থকা এটা কেলৰিমিটাৰত ৰখা হ’ল। মিশ্ৰণটোৰ অন্তিম তাপমাত্ৰা কিমান?

3. 100°C ত থকা গৰম ভঁৰাল আৰু 20°C ত থকা ঠাণ্ডা ভঁৰালৰ মাজত এটা তাপ ইঞ্জিনে কাম কৰে। ইঞ্জিনটোৱে প্ৰতি চক্ৰত 100 J কাম কৰে। ইঞ্জিনটোৰ দক্ষতা কিমান?

সমাধান

1. গেছটোৱে কৰা কাম তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

$$W = -P\Delta V$$

য’ত:

• W হৈছে কৰা কাম (জুলত)
• P হৈছে চাপ (পাস্কেলত)
• ΔV হৈছে আয়তনৰ পৰিৱৰ্তন (ঘন মিটাৰত)

এই ক্ষেত্ৰত, P = 1 atm = 101,325 Pa, ΔV = -5 L = -0.005 m3, গতিকে:

$$W = -(101,325 Pa)(-0.005 m3) = 506.625 J$$

গতিকে, গেছটোৱে কৰা কাম হৈছে 506.625 J।

2. বৰফে শোষণ কৰা তাপ তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

$$Q = mc\Delta T$$

য’ত:

• Q হৈছে শোষিত তাপ (জুলত)
• m হৈছে বৰফৰ ভৰ (কিলোগ্ৰামত)
• c হৈছে বৰফৰ নিৰ্দিষ্ট তাপ ধাৰকতা (জুল প্ৰতি কিলোগ্ৰাম-কেলভিনত)
• ΔT হৈছে তাপমাত্ৰাৰ পৰিৱৰ্তন (কেলভিনত)

এই ক্ষেত্ৰত, m = 0.1 kg, c = 2090 J/kg-K, আৰু ΔT = 20°C = 20 K, গতিকে:

$$Q = (0.1 kg)(2090 J/kg-K)(20 K) = 4180 J$$

গতিকে, বৰফে শোষণ কৰা তাপ হৈছে 4180 J।

পানীয়ে মুক্ত কৰা তাপ তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

$$Q = mc\Delta T$$

য’ত:

• Q হৈছে মুক্ত কৰা তাপ (জুলত)
• m হৈছে পানীৰ ভৰ (কিলোগ্ৰামত)
• c হৈছে পানীৰ নিৰ্দিষ্ট তাপ ধাৰকতা (জুল প্ৰতি কিলোগ্ৰাম-কেলভিনত)
• ΔT হৈছে তাপমাত্ৰাৰ পৰিৱৰ্তন (কেলভিনত)

এই ক্ষেত্ৰত, m = 0.1 kg, c = 4180 J/kg-K, আৰু ΔT = -20°C = -20 K, গতিকে:

$$Q = (0.1 kg)(4180 J/kg-K)(-20 K) = -8360 J$$

গতিকে, পানীয়ে মুক্ত কৰা তাপ হৈছে -8360 J।

মিশ্ৰণটোৱে মুঠতে শোষণ কৰা তাপ হৈছে:

$$Q = Q_{ice} + Q_{water} = 4180 J - 8360 J = -4180 J$$

গতিকে, মিশ্ৰণটোৰ অন্তিম তাপমাত্ৰা হৈছে:

$$T_f = T_i + \frac{Q}{mc}$$

য’ত:

• Tf হৈছে অন্তিম তাপমাত্ৰা (কেলভিনত)
• Ti হৈছে আৰম্ভণি তাপমাত্ৰা (কেলভিনত)
• Q হৈছে মুঠ শোষিত তাপ (জুলত)
• m হৈছে মিশ্ৰণটোৰ মুঠ ভৰ (কিলোগ্ৰামত)
• c হৈছে মিশ্ৰণটোৰ নিৰ্দিষ্ট তাপ ধাৰকতা (জুল প্ৰতি কিলোগ্ৰাম-কেলভিনত)

এই ক্ষেত্ৰত, Ti = 20°C = 293 K, Q = -4180 J, m = 0.2 kg, আৰু c = 4180 J/kg-K, গতিকে:

$$T_f = 293 K + \frac{-4180 J}{(0.2 kg)(4180 J/kg-K)} = 273 K$$

গতিকে, মিশ্ৰণটোৰ অন্তিম তাপমাত্ৰা হৈছে 273 K, বা 0°C।

3. তাপ ইঞ্জিন এটাৰ দক্ষতা তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

$$\eta = \frac{W}{Q_h}$$

য’ত:

• η হৈছে দক্ষতা
• W হৈছে কৰা কাম (জুলত)
• Qh হৈছে গৰম ভঁৰালৰ পৰা শোষিত তাপ (জুলত)

এই ক্ষেত্ৰত, W = 100 J আৰু Qh = 100°C - 20°C = 80°C = 353 K, গতিকে:

$$\eta = \frac{100 J}{353 K} = 0.283$$

গতিকে, ইঞ্জিনটোৰ দক্ষতা হৈছে 0.283, বা 28.3%।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ মৌলিক ধাৰণাসমূহ – তাপগতীয় পৰিভাষা#

তাপগতিবিজ্ঞানৰ মৌলিক ধাৰণাসমূহ – তাপগতীয় পৰিভাষা

তাপগতিবিজ্ঞান হৈছে পদাৰ্থবিজ্ঞানৰ সেই শাখা যিয়ে তাপ আৰু ইয়াৰ শক্তিৰ অন্যান্য ৰূপৰ সৈতে সম্পৰ্কৰ বিষয়ে আলোচনা কৰে। ই এক মৌলিক বিজ্ঞান যি অভিযান্ত্ৰিকী, ৰসায়নবিদ্যা, আৰু জীৱবিজ্ঞানৰ দৰে বহুতো ক্ষেত্ৰত প্ৰয়োগ আছে।

তাপগতীয় পৰিভাষা

• প্ৰণালী: প্ৰণালী হৈছে অধ্যয়ন কৰা স্থানৰ এটা অঞ্চল। প্ৰণালীটো যিকোনো বস্তু হ’ব পাৰে, এটা পৰমাণুৰ পৰা সমগ্ৰ বিশ্বব্ৰহ্মাণ্ডলৈকে।
• পৰিবেশ: পৰিবেশ হৈছে প্ৰণালীৰ বাহিৰৰ সকলো বস্তু। পৰিবেশে প্ৰণালীৰ সৈতে আন্তঃক্ৰিয়া কৰিব পাৰে, কিন্তু ই প্ৰণালীৰ অংশ নহয়।
• সীমা: সীমা হৈছে সেই পৃষ্ঠ যিয়ে প্ৰণালীক পৰিবেশৰ পৰা পৃথক কৰে। সীমাটো বাস্তৱ বা কাল্পনিক হ’ব পাৰে।
• অৱস্থা: প্ৰণালী এটাৰ অৱস্থা হৈছে প্ৰণালীটোৰ বৈশিষ্ট্যসমূহৰ সম্পূৰ্ণ বৰ্ণনা। প্ৰণালী এটাৰ অৱস্থা তাপমাত্ৰা, চাপ, আৰু আয়তনৰ দৰে কেইবাটাও চলকৰ দ্বাৰা নিৰ্দিষ্ট কৰিব পাৰি।
• প্ৰক্ৰিয়া: প্ৰক্ৰিয়া হৈছে প্ৰণালী এটাৰ অৱস্থাত হোৱা পৰিৱৰ্তন। প্ৰণালীটোৰ পৰিবেশৰ পৰিৱৰ্তনৰ বাবে প্ৰক্ৰিয়া এটা ঘটিব পাৰে, বা প্ৰণালীটোৰ নিজৰ পৰিৱৰ্তনৰ বাবেও ঘটিব পাৰে।
• তাপ: তাপ হৈছে এটা প্ৰণালীৰ পৰা আন এটা প্ৰণালীলৈ তাপীয় শক্তিৰ স্থানান্তৰ। তাপ সদায় অধিক গৰম প্ৰণালীৰ পৰা অধিক ঠাণ্ডা প্ৰণালীলৈ প্ৰবাহিত হয়।
• কাম: কাম হৈছে বলৰ দ্বাৰা এটা প্ৰণালীৰ পৰা আন এটা প্ৰণালীলৈ শক্তিৰ স্থানান্তৰ। প্ৰণালী এটাৰ ওপৰত কাম কৰিব পাৰি, বা প্ৰণালী এটাই কাম কৰিব পাৰে।
• অভ্যন্তৰীণ শক্তি: প্ৰণালী এটাৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তি হৈছে প্ৰণালীটোৰ কণাসমূহৰ গতিশক্তি আৰু স্থিতি শক্তিৰ সমষ্টি। প্ৰণালী এটাৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তি প্ৰণালীটোলৈ তাপ যোগ কৰি বৃদ্ধি কৰিব পাৰি, বা প্ৰণালীটোৰ ওপৰত কাম কৰি হ্ৰাস কৰিব পাৰি।
• এনট্ৰ’পি: এনট্ৰ’পি হৈছে প্ৰণালী এটাৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ। প্ৰণালী এটাৰ এনট্ৰ’পি প্ৰণালীটোলৈ তাপ যোগ কৰি বৃদ্ধি কৰিব পাৰি, বা প্ৰণালীটোৰ ওপৰত কাম কৰি হ্ৰাস কৰিব পাৰি।

তাপগতীয় পৰিভাষাৰ উদাহৰণ

• একাপ গৰম কফি: গৰম কফিৰ কাপটো হৈছে প্ৰণালী। কোঠাৰ তাপমাত্ৰাৰ বায়ু হৈছে পৰিবেশ। সীমা হৈছে কফিৰ কাপটোৰ পৃষ্ঠ। প্ৰণালীটোৰ অৱস্থা কফিৰ তাপমাত্ৰা, চাপ, আৰু আয়তনৰ দ্বাৰা নিৰ্দিষ্ট কৰা হয়। কফি খোৱাৰ প্ৰক্ৰিয়াটো হৈছে প্ৰণালীটোৰ অৱস্থাত হোৱা পৰিৱৰ্তন। কফিৰ পৰা ব্যক্তিৰ মুখলৈ স্থানান্তৰিত হোৱা তাপটো হৈছে তাপ। কফি খাবলৈ ব্যক্তিয়ে কৰা কামটো হৈছে কাম। কফিৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তি হৈছে কফিৰ কণাসমূহৰ গতিশক্তি আৰু স্থিতি শক্তিৰ সমষ্টি। কফিৰ এনট্ৰ’পি হৈছে কফিৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ।
• গাড়ীৰ ইঞ্জিন: গাড়ীৰ ইঞ্জিনটো হৈছে প্ৰণালী। বায়ু আৰু ইন্ধনৰ মিশ্ৰণটো হৈছে পৰিবেশ। সীমা হৈছে ইঞ্জিনটোৰ পৃষ্ঠ। প্ৰণালীটোৰ অৱস্থা বায়ু আৰু ইন্ধনৰ মিশ্ৰণটোৰ তাপমাত্ৰা, চাপ, আৰু আয়তনৰ দ্বাৰা নিৰ্দিষ্ট কৰা হয়। দহনৰ প্ৰক্ৰিয়াটো হৈছে প্ৰণালীটোৰ অৱস্থাত হোৱা পৰিৱৰ্তন। দহনৰ দ্বাৰা মুক্ত হোৱা তাপটো হৈছে তাপ। ইঞ্জিনটোৱে কৰা কামটো হৈছে কাম। বায়ু আৰু ইন্ধনৰ মিশ্ৰণটোৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তি হৈছে বায়ু আৰু ইন্ধনৰ মিশ্ৰণটোৰ কণাসমূহৰ গতিশক্তি আৰু স্থিতি শক্তিৰ সমষ্টি। বায়ু আৰু ইন্ধনৰ মিশ্ৰণটোৰ এনট্ৰ’পি হৈছে বায়ু আৰু ইন্ধনৰ মিশ্ৰণটোৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ।

তাপগতিবিজ্ঞান এক জটিল বিষয়, কিন্তু ই এক অতি গুৰুত্বপূৰ্ণ বিষয়ো। তাপগতিবিজ্ঞানৰ মৌলিক ধাৰণাসমূহ গেছৰ আচৰণৰ পৰা তাপ ইঞ্জিনৰ কাৰ্যলৈকে বিস্তৃত পৰিঘটনা বুজিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি।

তাপগতীয় ধৰ্ম#

তাপগতীয় ধৰ্ম

তাপগতীয় ধৰ্ম হৈছে সেইবোৰ ভৌতিক ধৰ্ম যিয়ে তাপগতীয় প্ৰণালী এটাৰ অৱস্থা বৰ্ণনা কৰে। প্ৰণালী এটাই অৱস্থাৰ পৰিৱৰ্তনৰ সময়ত শক্তি, এনট্ৰ’পি, আৰু অন্যান্য তাপগতীয় ৰাশিৰ পৰিৱৰ্তন গণনা কৰিবলৈ ইয়াক ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

সৰ্বাধিক সাধাৰণ তাপগতীয় ধৰ্মসমূহ হ’ল:

• তাপমাত্ৰা হৈছে প্ৰণালী এটাৰ কণাসমূহৰ গড় গতিশক্তিৰ মাপ।
• চাপ হৈছে প্ৰণালী এটাই ইয়াৰ পৰিবেশৰ ওপৰত প্ৰয়োগ কৰা বলৰ মাপ।
• আয়তন হৈছে প্ৰণালী এটাই অধিকৃত স্থানৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• ভৰ হৈছে প্ৰণালী এটাৰ পদাৰ্থৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• শক্তি হৈছে প্ৰণালী এটাই কৰিব পৰা মুঠ কামৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• এনট্ৰ’পি হৈছে প্ৰণালী এটাৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ।

এই ধৰ্মসমূহ তাপগতীয় সমীকৰণৰ এক শৃংখলাৰ দ্বাৰা পৰস্পৰৰ সৈতে সম্পৰ্কিত, যেনে আদৰ্শ গেছ সূত্ৰ:

$$PV = nRT$$

য’ত:

• P হৈছে গেছটোৰ চাপ
• V হৈছে গেছটোৰ আয়তন
• n হৈছে গেছৰ ম’ল সংখ্যা
• R হৈছে আদৰ্শ গেছ ধ্ৰুৱক
• T হৈছে গেছটোৰ তাপমাত্ৰা

তাপগতীয় ধৰ্মসমূহ আন বহুতো তাপগতীয় ৰাশি গণনা কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰিব পাৰি, যেনে:

• তাপ ধাৰকতা হৈছে প্ৰণালী এটাৰ তাপমাত্ৰা এক ডিগ্ৰী চেলছিয়াছ বঢ়াবলৈ ইয়াই শোষণ কৰিবলগীয়া তাপৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• এনট্ৰ’পি পৰিৱৰ্তন হৈছে প্ৰণালী এটাই অৱস্থাৰ পৰিৱৰ্তনৰ সময়ত ইয়াৰ বিশৃংখলতাৰ পৰিৱৰ্তনৰ মাপ।
• গিবছৰ মুক্ত শক্তি হৈছে ধ্ৰুৱক তাপমাত্ৰা আৰু চাপত প্ৰণালী এটাই কৰিব পৰা কামৰ সৰ্বোচ্চ পৰিমাণৰ মাপ।

তাপগতীয় প্ৰণালীসমূহৰ আচৰণ বুজিবলৈ তাপগতীয় ধৰ্মসমূহ অতি প্ৰয়োজনীয়। ইয়াক বহুতো প্ৰয়োগত ব্যৱহাৰ কৰা হয়, যেনে:

• অভিযান্ত্ৰিকী
• ৰসায়নবিদ্যা
• জীৱবিজ্ঞান
• পদাৰ্থ বিজ্ঞান
• পৰিৱেশ বিজ্ঞান

তাপগতীয় ধৰ্মৰ উদাহৰণ

তলত তাপগতীয় ধৰ্মৰ কেইটামান উদাহৰণ দিয়া হ’ল:

• কোঠা এটাৰ তাপমাত্ৰা হৈছে কোঠাটোৰ বায়ুৰ কণাসমূহৰ গড় গতিশক্তিৰ মাপ।
• টায়াৰ এটাৰ চাপ হৈছে টায়াৰৰ ভিতৰৰ বায়ুৱে টায়াৰৰ দেৱালৰ ওপৰত প্ৰয়োগ কৰা বলৰ মাপ।
• বেলুন এটাৰ আয়তন হৈছে বেলুনটোৱে অধিকৃত স্থানৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• ব্যক্তি এজনৰ ভৰ হৈছে ব্যক্তিৰ শৰীৰৰ পদাৰ্থৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• খাদ্যবস্তু এটাৰ শক্তিৰ পৰিমাণ হৈছে খাদ্যবস্তুটোৱে কৰিব পৰা মুঠ কামৰ পৰিমাণৰ মাপ।
• তাচৰ পাত এছামৰ এনট্ৰ’পি হৈছে তাচৰ পাতৰ এছামৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ।

এইবোৰ কেৱল থকা বহুতো তাপগতীয় ধৰ্মৰ কেইটামান উদাহৰণ। তাপগতীয় প্ৰণালীসমূহৰ আচৰণ বুজিবলৈ তাপগতীয় ধৰ্মসমূহ অতি প্ৰয়োজনীয় আৰু ইয়াক বহুতো প্ৰয়োগত ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ সমাধান কৰা সমস্যাসমূহ#

উদাহৰণ 1: অভ্যন্তৰীণ শক্তিৰ পৰিৱৰ্তন গণনা কৰা

1 atmosphere ধ্ৰুৱক চাপত এটা গেছ 10 লিটাৰৰ পৰা 20 লিটাৰলৈ সম্প্ৰসাৰিত হয়। গেছটোৰ আৰম্ভণি তাপমাত্ৰা 25°C, আৰু অন্তিম তাপমাত্ৰা 50°C। গেছটোৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তিৰ পৰিৱৰ্তন গণনা কৰক।

সমাধান:

গেছ এটাৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তিৰ পৰিৱৰ্তন তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

ΔU = Q - W

য’ত:

• ΔU হৈছে অভ্যন্তৰীণ শক্তিৰ পৰিৱৰ্তন
• Q হৈছে গেছলৈ যোগ কৰা তাপ
• W হৈছে গেছটোৱে কৰা কাম

এই ক্ষেত্ৰত, গেছলৈ যোগ কৰা তাপ তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

Q = mcΔT

য’ত:

• m হৈছে গেছৰ ভৰ
• c হৈছে গেছৰ নিৰ্দিষ্ট তাপ ধাৰকতা
• ΔT হৈছে তাপমাত্ৰাৰ পৰিৱৰ্তন

গেছটোৱে কৰা কাম তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

W = -PΔV

য’ত:

• P হৈছে গেছটোৰ চাপ
• ΔV হৈছে আয়তনৰ পৰিৱৰ্তন

এই সূত্ৰসমূহত দিয়া মানবোৰ প্ৰতিষ্ঠাপন কৰি, আমি পাওঁ:

Q = (1 mole)(20.79 J/mol-K)(50°C - 25°C) = 519.75 J
W = -(1 atm)(20 L - 10 L) = -101.325 J
ΔU = 519.75 J - (-101.325 J) = 621.075 J

গতিকে, গেছটোৰ অভ্যন্তৰীণ শক্তিৰ পৰিৱৰ্তন হৈছে 621.075 J।

উদাহৰণ 2: এটা কঠিন পদাৰ্থৰ তাপ ধাৰকতা গণনা কৰা

25°C ৰ পৰা 100°C লৈ তামৰ 100-গ্ৰামৰ নমুনা এটা তপতোৱা হ’ল। তামলৈ যোগ কৰা তাপ হৈছে 3.96 kJ। তামৰ তাপ ধাৰকতা গণনা কৰক।

সমাধান:

কঠিন পদাৰ্থ এটাৰ তাপ ধাৰকতা তলৰ সূত্ৰৰ দ্বাৰা গণনা কৰিব পাৰি:

c = Q/mΔT

য’ত:

• c হৈছে তাপ ধাৰকতা
• Q হৈছে কঠিন পদাৰ্থলৈ যোগ কৰা তাপ
• m হৈছে কঠিন পদাৰ্থৰ ভৰ
• ΔT হৈছে তাপমাত্ৰাৰ পৰিৱৰ্তন

এই সূত্ৰত দিয়া মানবোৰ প্ৰতিষ্ঠাপন কৰি, আমি পাওঁ:

c = (3.96 kJ)/(100 g)(100°C - 25°C) = 0.396 J/g-°C

গতিকে, তামৰ তাপ ধাৰকতা হৈছে 0.396 J/g-°C।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ সূত্ৰসমূহ#

তাপগতিবিজ্ঞানৰ সূত্ৰসমূহ

তাপগতিবিজ্ঞানৰ সূত্ৰসমূহ হৈছে নীতিসমূহৰ এক সংহতি যিয়ে তাপগতীয় প্ৰণালীসমূহত শক্তিয়ে কেনেকৈ আচৰণ কৰে বৰ্ণনা কৰে। স্বতঃস্ফূৰ্ত প্ৰক্ৰিয়াসমূহৰ দিশ ভৱিষ্যতবাণী কৰিবলৈ আৰু তাপ ইঞ্জিনৰ দক্ষতা গণনা কৰিবলৈ ইয়াক ব্যৱহাৰ কৰা হয়।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ প্ৰথম সূত্ৰ

তাপগতিবিজ্ঞানৰ প্ৰথম সূত্ৰই কয় যে শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস কৰিব নোৱাৰি, কেৱল স্থানান্তৰিত বা ৰূপান্তৰিত কৰিব পাৰি। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে বন্ধ প্ৰণালী এটাত মুঠ শক্তিৰ পৰিমাণ ধ্ৰুৱক হৈ থাকে।

উদাহৰণস্বৰূপে, যেতিয়া আপুনি কয়লা এটুকুৰা জ্বলায়, কয়লাত সঞ্চিত ৰাসায়নিক শক্তি তাপ শক্তিলৈ ৰূপান্তৰিত হয়। প্ৰণালীটোত (কয়লা আৰু বায়ু) মুঠ শক্তিৰ পৰিমাণ একে হৈ থাকে।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ দ্বিতীয় সূত্ৰ

তাপগতিবিজ্ঞানৰ দ্বিতীয় সূত্ৰই কয় যে বন্ধ প্ৰণালী এটাৰ এনট্ৰ’পি সময়ৰ লগে লগে সদায় বাঢ়ি থাকে। এনট্ৰ’পি হৈছে প্ৰণালী এটাৰ বিশৃংখলতাৰ মাপ। প্ৰণালীটো যিমানেই বিশৃংখল হয়, ইয়াৰ এনট্ৰ’পি সিমানেই বেছি হয়।

উদাহৰণস্বৰূপে, যেতিয়া আপুনি কণী এটা ফুটাই লয়, কণীটোৰ এনট্ৰ’পি বৃদ্ধি পায়। ইয়াৰ কাৰণ হৈছে কণীৰ বগা অংশ আৰু হালধীয়া অংশ মিহলি হৈ যায়, আৰু অণুবোৰ আৰু নিয়মিত নমুনাত সজ্জিত নাথাকে।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ তৃতীয় সূত্ৰ

তাপগতিবিজ্ঞানৰ তৃতীয় সূত্ৰই কয় যে পৰম শূন্য তাপমাত্ৰাত এটা নিখুঁত স্ফটিকৰ এনট্ৰ’পি শূন্য হয়। ইয়াৰ অৰ্থ হৈছে যে নিখুঁত স্ফটিক এটা সম্পূৰ্ণৰূপে ক্ৰমবদ্ধ, আৰু তাত কোনো বিশৃংখলতা নাথাকে।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ তৃতীয় সূত্ৰটো দ্বিতীয় সূত্ৰটোৰ এক পৰিণাম। যদি প্ৰণালী এটাৰ এনট্ৰ’পি কেতিয়াও হ্ৰাস নাপায়, তেন্তে তাপমাত্ৰা পৰম শূন্যলৈ আগবাঢ়িলে ই শূন্যলৈ আগবাঢ়িব লাগিব।

তাপগতিবিজ্ঞানৰ সূত্ৰসমূহৰ প্ৰয়োগ

তাপগতিবিজ্ঞানৰ সূত্ৰসমূহৰ অভিযান্ত্ৰিকী, ৰসায়নবিদ্যা, আৰু জীৱবিজ্ঞানত বহুতো প্ৰয়োগ আছে। কেইটামান উদাহৰণ হ’ল:

• তাপগতিবিজ