“ਇਹ ਇਕੋ ਇੱਕ ਭੌਤਿਕ ਸਿਧਾਂਤ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਵਿਸ਼ਵਵਿਆਪੀ ਸਮੱਗਰੀ ਬਾਰੇ ਮੈਨੂੰ ਪੂਰਾ ਯਕੀਨ ਹੈ ਕਿ, ਇਸਦੀਆਂ ਬੁਨਿਆਦੀ ਧਾਰਨਾਵਾਂ ਦੀ ਲਾਗੂ ਹੋਣ ਦੇ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਅੰਦਰ, ਇਸਨੂੰ ਕਦੇ ਵੀ ਉਲਟਾਇਆ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕੇਗਾ।”

ਅਲਬਰਟ ਆਈਨਸਟਾਈਨ

ਅਣੂਆਂ ਦੁਆਰਾ ਸਟੋਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਦੌਰਾਨ ਗਰਮੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਛੱਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਮੀਥੇਨ, ਕੁੱਕਿੰਗ ਗੈਸ ਜਾਂ ਕੋਲਾ ਵਰਗਾ ਬਾਲਣ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਸੜਦਾ ਹੈ। ਰਸਾਇਣਕ ਊਰਜਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਯੰਤਰਿਕ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਵੀ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਬਾਲਣ ਕਿਸੇ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਸੜਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਡਰਾਈ ਸੈਲ ਵਰਗੀ ਗੈਲਵੈਨਿਕ ਸੈਲ ਦੁਆਰਾ ਬਿਜਲੀ ਊਰਜਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨ ਲਈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਊਰਜਾ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਰੂਪ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਹਨ ਅਤੇ ਕੁਝ ਸ਼ਰਤਾਂ ਹੇਠ, ਇਹਨਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਰੂਪ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਊਰਜਾ ਪਰਿਵਰਤਨਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਵਿਸ਼ਾ ਹੈ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਨਿਯਮ ਮੈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੀਆਂ ਊਰਜਾ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਵੱਡੀ ਗਿਣਤੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਨਾ ਕਿ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਅਣੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਇਸ ਬਾਰੇ ਚਿੰਤਤ ਨਹੀਂ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਊਰਜਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕਿਵੇਂ ਅਤੇ ਕਿਸ ਦਰ ਨਾਲ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਇਹ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕਰ ਰਹੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀਆਂ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਅਤੇ ਅੰਤਿਮ ਅਵਸਥਾਵਾਂ ‘ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਨਿਯਮ ਤਾਂ ਹੀ ਲਾਗੂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਕੋਈ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਸੰਤੁਲਨ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਾਂ ਇੱਕ ਸੰਤੁਲਨ ਅਵਸਥਾ ਤੋਂ ਦੂਜੀ ਸੰਤੁਲਨ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸੰਤੁਲਨ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਲਈ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਰਗੇ ਮੈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਗੁਣ ਸਮੇਂ ਨਾਲ ਨਹੀਂ ਬਦਲਦੇ। ਇਸ ਯੂਨਿਟ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੁਆਰਾ ਕੁਝ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸਵਾਲਾਂ ਦੇ ਜਵਾਬ ਦੇਣਾ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ:

ਕੀਤੀ ਗਈ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ/ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਊਰਜਾ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਦਾ ਅਸੀਂ ਕਿਵੇਂ ਨਿਰਧਾਰਨ ਕਰਦੇ ਹਾਂ? ਕੀ ਇਹ ਹੋਵੇਗੀ ਜਾਂ ਨਹੀਂ?

ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ/ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਕੀ ਚਲਾਉਂਦਾ ਹੈ?

ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਕਿਸ ਹੱਦ ਤੱਕ ਅੱਗੇ ਵਧਦੀਆਂ ਹਨ?

6.1 ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸ਼ਬਦਾਵਲੀ

ਅਸੀਂ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਊਰਜਾ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਦਿਲਚਸਪੀ ਰੱਖਦੇ ਹਾਂ। ਇਸ ਲਈ ਸਾਨੂੰ ਕੁਝ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਸ਼ਬਦਾਵਲੀ ਜਾਣਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਬਾਰੇ ਹੇਠਾਂ ਚਰਚਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।

6.1.1 ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ

ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਉਸ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦੇ ਹਿੱਸੇ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਨਿਰੀਖਣ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਬਾਕੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਹਰ ਚੀਜ਼ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਮਿਲ ਕੇ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ।

ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ $=$ ਪ੍ਰਣਾਲੀ + ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ

ਹਾਲਾਂਕਿ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਹੋ ਰਹੀਆਂ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨਾਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਪੂਰਾ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ। ਇਸ ਲਈ, ਸਾਰੇ ਵਿਹਾਰਕ ਉਦੇਸ਼ਾਂ ਲਈ, ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਬਾਕੀ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਦਾ ਉਹ ਹਿੱਸਾ ਹੈ ਜੋ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨਾਲ ਗੱਲਬਾਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਨੇੜੇ ਸਪੇਸ ਦਾ ਖੇਤਰ ਇਸਦੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜੇਕਰ ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਬੀਕਰ ਵਿੱਚ ਰੱਖੀਆਂ ਦੋ ਪਦਾਰਥਾਂ A ਅਤੇ B ਵਿਚਕਾਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਮਿਸ਼ਰਣ ਵਾਲਾ ਬੀਕਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਹੈ ਅਤੇ ਜਿਸ ਕਮਰੇ ਵਿੱਚ ਬੀਕਰ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਉਹ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 6.1)।

ਚਿੱਤਰ 6.1 ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ

ਧਿਆਨ ਦਿਓ ਕਿ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨੂੰ ਭੌਤਿਕ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬੀਕਰ ਜਾਂ ਟੈਸਟ ਟਿਊਬ, ਜਾਂ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨੂੰ ਸਪੇਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਸ ਵਾਲੀਅਮ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਕਾਰਟੇਸ਼ੀਅਨ ਨਿਰਦੇਸ਼ਾਂਕਾਂ ਦੇ ਸੈੱਟ ਦੁਆਰਾ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਕਿਸਮ ਦੀ ਕੰਧ ਨਾਲ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਤੋਂ ਵੱਖ ਕਰਨ ਬਾਰੇ ਸੋਚਣਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਜੋ ਅਸਲ ਜਾਂ ਕਲਪਨਾਤਮਕ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨੂੰ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਤੋਂ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਕੰਧ ਨੂੰ ਸੀਮਾ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਸਾਨੂੰ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਬਾਹਰ ਪਦਾਰਥ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਦੀਆਂ ਸਾਰੀਆਂ ਹਰਕਤਾਂ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਅਤੇ ਟਰੈਕ ਰੱਖਣ ਦੇ ਯੋਗ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।

6.1.2 ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀਆਂ ਕਿਸਮਾਂ

ਅਸੀਂ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਬਾਹਰ ਪਦਾਰਥ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਦੀਆਂ ਹਰਕਤਾਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਰਗੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ।

1. ਖੁੱਲ੍ਹੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ

ਇੱਕ ਖੁੱਲ੍ਹੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਵਟਾਂਦਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ [ਚਿੱਤਰ 6.2 (a)]। ਇੱਕ ਖੁੱਲ੍ਹੇ ਬੀਕਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਕਾਰੀਆਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇੱਕ ਖੁੱਲ੍ਹੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਹੈ[^0]। ਇੱਥੇ ਸੀਮਾ ਬੀਕਰ ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਕਾਰੀਆਂ ਨੂੰ ਘੇਰਨ ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਕਲਪਨਾਤਮਕ ਸਤਹ ਹੈ।

2. ਬੰਦ ਪ੍ਰਣਾਲੀ

ਇੱਕ ਬੰਦ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ, ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਕੋਈ ਵਟਾਂਦਰਾ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਪਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਦਾ ਵਟਾਂਦਰਾ ਸੰਭਵ ਹੈ [ਚਿੱਤਰ 6.2 (b)]। ਚਾਲਕ ਸਮੱਗਰੀ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤਾਂਬਾ ਜਾਂ ਸਟੀਲ ਦੇ ਬਣੇ ਬੰਦ ਬਰਤਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਕਾਰੀਆਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇੱਕ ਬੰਦ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 6.2 ਖੁੱਲ੍ਹੀ, ਬੰਦ ਅਤੇ ਅਲੱਗ-ਥਲੱਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ।

3. ਅਲੱਗ-ਥਲੱਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀ

ਇੱਕ ਅਲੱਗ-ਥਲੱਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਵਿਚਕਾਰ ਊਰਜਾ ਜਾਂ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਕੋਈ ਵਟਾਂਦਰਾ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ [ਚਿੱਤਰ 6.2 (c)]। ਥਰਮੋਸ ਫਲਾਸਕ ਜਾਂ ਕਿਸੇ ਹੋਰ ਬੰਦ ਇੰਸੂਲੇਟਡ ਬਰਤਨ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਕਾਰੀਆਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇੱਕ ਅਲੱਗ-ਥਲੱਗ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਹੈ।

6.1.3 ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ

ਕਿਸੇ ਵੀ ਉਪਯੋਗੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਇਸਦੇ ਹਰੇਕ ਗੁਣ ਨੂੰ ਮਾਤਰਾਤਮਕ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਕੇ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇਸਦਾ ਦਬਾਅ $(p)$, ਵਾਲੀਅਮ $(V)$, ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ $(T)$ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਬਣਤਰ। ਸਾਨੂੰ ਪਰਿਵਰਤਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਇਸਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਤੁਸੀਂ ਆਪਣੇ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨ ਦੇ ਕੋਰਸ ਤੋਂ ਯਾਦ ਕਰੋਗੇ ਕਿ ਮਕੈਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਕਿਸੇ ਦਿੱਤੇ ਸਮੇਂ ਦੇ ਪਲ ‘ਤੇ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਹਰੇਕ ਪੁੰਜ ਬਿੰਦੂ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਅਤੇ ਵੇਗ ਦੁਆਰਾ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਵਿੱਚ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਖਰੀ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਸਰਲ ਧਾਰਨਾ ਪੇਸ਼ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਹਰੇਕ ਕਣ ਦੀ ਗਤੀ ਦੀ ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ, ਅਸੀਂ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਔਸਤ ਮਾਪਣਯੋਗ ਗੁਣਾਂ ਨਾਲ ਨਜਿੱਠਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ ਅਵਸਥਾ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਜਾਂ ਅਵਸਥਾ ਚਲਾਂ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ।

ਇੱਕ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਇਸਦੇ ਮਾਪਣਯੋਗ ਜਾਂ ਮੈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ (ਬਲਕ) ਗੁਣਾਂ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਈ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਗੈਸ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਦਾ ਵਰਣਨ ਇਸਦੇ ਦਬਾਅ ( $p$ ), ਵਾਲੀਅਮ $(V)$, ਤਾਪਮਾਨ ( $T$ ), ਮਾਤਰਾ ( $n$ ) ਆਦਿ ਦਾ ਹਵਾਲਾ ਦੇ ਕੇ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ। $p, V, T$ ਵਰਗੇ ਚਲਾਂ ਨੂੰ ਅਵਸਥਾ ਚਲ ਜਾਂ ਅਵਸਥਾ ਫੰਕਸ਼ਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਮੁੱਲ ਸਿਰਫ਼ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ ਨਾ ਕਿ ਇਸ ‘ਤੇ ਕਿ ਇਹ ਕਿਵੇਂ ਪਹੁੰਚੀ ਹੈ। ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਸਾਰੇ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਨਹੀਂ ਹੈ; ਕਿਉਂਕਿ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਸੰਖਿਆ ਵਾਲੇ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਸੁਤੰਤਰ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਸੰਖਿਆ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਤੀ ‘ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਵਾਰ ਇਹ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਸੰਖਿਆ ਵਾਲੇ ਮੈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਗੁਣ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਦੂਜਿਆਂ ਦੇ ਆਪਣੇ ਆਪ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਮੁੱਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ ਕਦੇ ਵੀ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਿਰਧਾਰਤ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ; ਖੁਸ਼ਕਿਸਮਤੀ ਨਾਲ ਅਜਿਹਾ ਕਰਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਨਹੀਂ ਹੈ।

6.1.4 ਅਵਸਥਾ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ

ਜਦੋਂ ਅਸੀਂ ਆਪਣੀ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੁਆਰਾ ਊਰਜਾ ਗੁਆਉਣ ਜਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਬਾਰੇ ਗੱਲ ਕਰਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ ਸਾਨੂੰ ਇੱਕ ਮਾਤਰਾ ਪੇਸ਼ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਕੁੱਲ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਰਸਾਇਣਕ, ਬਿਜਲੀ, ਯੰਤਰਿਕ ਜਾਂ ਕੋਈ ਵੀ ਹੋਰ ਕਿਸਮ ਦੀ ਊਰਜਾ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਬਾਰੇ ਤੁਸੀਂ ਸੋਚ ਸਕਦੇ ਹੋ, ਇਨ੍ਹਾਂ ਸਾਰਿਆਂ ਦਾ ਜੋੜ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਊਰਜਾ ਹੈ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇਸਨੂੰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ, $U$ ਕਹਿੰਦੇ ਹਾਂ, ਜੋ ਬਦਲ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ

• ਗਰਮੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਬਾਹਰ ਜਾਂਦੀ ਹੈ,
• ਪ੍ਰਣਾਲੀ ‘ਤੇ ਜਾਂ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੁਆਰਾ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ,
• ਪਦਾਰਥ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਛੱਡਦਾ ਹੈ।

ਇਹ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਉਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ ਵਰਗੀਕ੍ਰਿਤ ਕੀਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਤੁਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਭਾਗ 5.1.2 ਵਿੱਚ ਪੜ੍ਹਿਆ ਹੈ।

(a) ਕੰਮ

ਆਓ ਪਹਿਲਾਂ ਕੰਮ ਕਰਕੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰੀਏ। ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਲੈਂਦੇ ਹਾਂ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਥਰਮੋਸ ਫਲਾਸਕ ਜਾਂ ਇੰਸੂਲੇਟਡ ਬੀਕਰ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਪਾਣੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗਰਮੀ ਦੇ ਵਟਾਂਦਰੇ ਨੂੰ ਇਸਦੀ ਸੀਮਾ ਦੁਆਰਾ ਨਹੀਂ ਹੋਣ ਦੇਵੇਗਾ ਅਤੇ ਅਸੀਂ ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਨੂੰ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਕਹਿੰਦੇ ਹਾਂ। ਜਿਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਅਜਿਹੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਬਦਲੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਉਸਨੂੰ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਕਿਹਾ ਜਾਵੇਗਾ। ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਇੱਕ ਅਜਿਹੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗਰਮੀ ਦਾ ਕੋਈ ਤਬਾਦਲਾ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ। ਇੱਥੇ, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਅਤੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਕੰਧ ਨੂੰ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਕੰਧ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 6.3)।

ਚਿੱਤਰ 6.3 ਇੱਕ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਜੋ ਇਸਦੀ ਸੀਮਾ ਦੁਆਰਾ ਗਰਮੀ ਦੇ ਤਬਾਦਲੇ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਹੀਂ ਦਿੰਦੀ

ਆਓ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ‘ਤੇ ਕੁਝ ਕੰਮ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਲਿਆਈਏ। ਆਓ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ ਅਵਸਥਾ $\mathrm{A}$ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ $T_{\mathrm{A}}$ ਕਹਿੰਦੇ ਹਾਂ। ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ A ਵਿੱਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ $U_{\mathrm{A}}$ ਕਹਿੰਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ ਦੋ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੀਕਿਆਂ ਨਾਲ ਬਦਲ ਸਕਦੇ ਹਾਂ।

ਇੱਕ ਤਰੀਕਾ: ਅਸੀਂ ਕੁਝ ਯੰਤਰਿਕ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਾਂ, ਮੰਨ ਲਓ $1 \mathrm{~kJ}$, ਛੋਟੇ ਪੈਡਲਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਸੈੱਟ ਘੁੰਮਾ ਕੇ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਹਿਲਾ ਕੇ। ਨਵੀਂ ਅਵਸਥਾ ਨੂੰ $B$ ਅਵਸਥਾ ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ, $T_{\mathrm{B}}$ ਕਹਿੰਦੇ ਹਾਂ। ਇਹ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ ਕਿ $T_{\mathrm{B}}>T_{\mathrm{A}}$ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, $\Delta T=T_{\mathrm{B}}-T_{\mathrm{A}}$। ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ $\mathrm{B}$ ਵਿੱਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਨੂੰ $U_{\mathrm{B}}$ ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, $\Delta U=U_{\mathrm{B}}-U_{\mathrm{A}}$ ਹੋਣ ਦਿਓ।

ਦੂਜਾ ਤਰੀਕਾ: ਅਸੀਂ ਹੁਣ ਇੱਕ ਇਮਰਸ਼ਨ ਰਾਡ ਦੀ ਮਦਦ ਨਾਲ ਬਰਾਬਰ ਮਾਤਰਾ (ਭਾਵ, $1 \mathrm{~kJ}$ ) ਬਿਜਲੀ ਦਾ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਬਦਲਾਅ ਨੋਟ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਪਾਉਂਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਪਹਿਲੇ ਮਾਮਲੇ ਵਾਂਗ ਹੀ ਹੈ, ਮੰਨ ਲਓ, $T_{\mathrm{B}}-T_{\mathrm{A}}$।

ਅਸਲ ਵਿੱਚ, ਉਪਰੋਕਤ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਯੋਗ ਜੇ. ਪੀ. ਜੂਲ ਦੁਆਰਾ 1840-50 ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ ਅਤੇ ਉਹ ਦਿਖਾਉਣ ਵਿੱਚ ਸਫਲ ਰਿਹਾ ਕਿ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ‘ਤੇ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਕੰਮ, ਭਾਵੇਂ ਇਹ ਕਿਵੇਂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੋਵੇ (ਰਸਤੇ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ) ਉਹੀ ਅਵਸਥਾ ਬਦਲਾਅ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਦੁਆਰਾ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਇਸ ਲਈ, ਇੱਕ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕਰਨਾ ਢੁਕਵਾਂ ਲੱਗਦਾ ਹੈ, ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ $U$, ਜਿਸਦਾ ਮੁੱਲ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅਵਸਥਾ ਦੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਦੁਆਰਾ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਕੰਮ, $\mathrm{w_\text {ad }}$ ਇੱਕ ਅਵਸਥਾ ਬਦਲਾਅ ਲਿਆਉਣ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦਾ ਹੈ ਇੱਕ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ $U$ ਦੇ ਮੁੱਲ ਅਤੇ ਦੂਜੀ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਉਸਦੇ ਮੁੱਲ ਦੇ ਅੰਤਰ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ, $\Delta U$ ਭਾਵ,

$$ \Delta U=U_{2}-U_{1}=\mathrm{w_\mathrm{ad}} $$

ਇਸ ਲਈ, ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ, $U$, ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦਾ ਇੱਕ ਅਵਸਥਾ ਫੰਕਸ਼ਨ ਹੈ।

ਰਸਾਇਣਕ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਵਿੱਚ IUPAC ਦੇ ਸੰਮੇਲਨਾਂ ਦੁਆਰਾ। ਧਨਾਤਮਕ ਚਿੰਨ੍ਹ ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ $w_{ad}$ ਧਨਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ‘ਤੇ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਧਦੀ ਹੈ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਜੇਕਰ ਕੰਮ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ $w_{ad}$ ਰਿਣਾਤਮਕ ਹੋਵੇਗਾ ਕਿਉਂਕਿ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਕੁਝ ਹੋਰ ਜਾਣੇ-ਪਛਾਣੇ ਅਵਸਥਾ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਦੇ ਨਾਮ ਦੱਸ ਸਕਦੇ ਹੋ? ਕੁ