வெப்ப இயக்கவியல்: வேலை, வெப்பம் மற்றும் ஆற்றல் பற்றிய ஆய்வு

வெப்ப இயக்கவியல்: வேலை, வெப்பம் மற்றும் ஆற்றல் பற்றிய ஆய்வு#

வெப்ப இயக்கவியல் என்பது வெப்பம் மற்றும் அதன் மற்ற ஆற்றல் வடிவங்களுடனான தொடர்பைக் கையாளும் இயற்பியலின் ஒரு கிளை ஆகும். இது ஒரு அடிப்படை அறிவியலாகும், இது பொறியியல், வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் போன்ற பல துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, ஆற்றலை உருவாக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது, மாற்றப்படவோ அல்லது மாற்றம் செய்யப்படவோ மட்டுமே முடியும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள மொத்த ஆற்றலின் அளவு மாறாது என்பதாகும்.

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, ஒரு மூடிய அமைப்பின் என்ட்ரோபி காலப்போக்கில் எப்போதும் அதிகரிக்கும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், ஒரு மூடிய அமைப்பில் குழப்பம் எப்போதும் அதிகரிக்கும் என்பதாகும்.

வெப்ப இயக்கவியலின் மூன்றாம் விதி, முழுமையான படிகத்தின் என்ட்ரோபி முழுமையான பூஜ்ஜிய வெப்பநிலையில் பூஜ்ஜியமாகும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், முழுமையான பூஜ்ஜியத்தில் உள்ள ஒரு முழுமையான படிகம் முழுமையான ஒழுங்கின் நிலையில் உள்ளது என்பதாகும்.

வெப்ப இயக்கவியல் ஒரு சிக்கலான மற்றும் சவாலான பாடமாகும், ஆனால் அது ஒரு கவர்ச்சிகரமான மற்றும் பலனளிக்கும் ஒன்றாகும். இது தொடர்ந்து வளர்ந்து வரும் ஒரு துறையாகும், மேலும் புதிய கண்டுபிடிப்புகள் எப்போதும் நடந்து கொண்டிருக்கின்றன.

வெப்ப இயக்கவியல் என்றால் என்ன?#

வெப்ப இயக்கவியல் என்றால் என்ன?

வெப்ப இயக்கவியல் என்பது வெப்பம் மற்றும் அதன் மற்ற ஆற்றல் வடிவங்களுடனான தொடர்பைக் கையாளும் இயற்பியலின் ஒரு கிளை ஆகும். இது ஒரு அடிப்படை அறிவியலாகும், இது பொறியியல், வேதியியல், உயிரியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் போன்ற பல துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

வெப்ப இயக்கவியலின் அடிப்படைக் கொள்கைகள் வெப்ப இயக்கவியல் விதிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, அவை இயற்பியல் அமைப்புகளில் வெப்பம் மற்றும் ஆற்றல் எவ்வாறு நடந்துகொள்கின்றன என்பதை விவரிக்கின்றன. வெப்ப இயக்கவியலின் நான்கு விதிகள் பின்வருமாறு:

• வெப்ப இயக்கவியலின் பூஜ்ஜிய விதி: இரண்டு அமைப்புகள் மூன்றாவது அமைப்புடன் வெப்பச் சமநிலையில் இருந்தால், அவை ஒன்றுக்கொன்று வெப்பச் சமநிலையில் இருக்கும்.
• வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி: ஆற்றலை உருவாக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது, ஆனால் அதை ஒரு வடிவத்திலிருந்து மற்றொரு வடிவத்திற்கு மாற்றலாம்.
• வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி: ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பின் என்ட்ரோபி காலப்போக்கில் எப்போதும் அதிகரிக்கும்.
• வெப்ப இயக்கவியலின் மூன்றாம் விதி: முழுமையான பூஜ்ஜிய வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு முழுமையான படிகத்தின் என்ட்ரோபி பூஜ்ஜியமாகும்.

இந்த விதிகள் இயற்பியல் அமைப்புகளில் வெப்பம் மற்றும் ஆற்றல் எவ்வாறு பாய்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு கட்டமைப்பை வழங்குகின்றன. வெப்ப இயந்திரங்களின் செயல்பாடு, குளிரூட்டும் அமைப்புகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் வேதியியல் வினைகளின் ஆய்வு போன்ற பல்வேறு சூழ்நிலைகளில் அமைப்புகளின் நடத்தையைக் கணிக்க இவை பயன்படுத்தப்படலாம்.

வெப்ப இயக்கவியலின் எடுத்துக்காட்டுகள்

வெப்ப இயக்கவியல் வெவ்வேறு துறைகளில் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதற்கான சில எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே:

• பொறியியல்: வெப்பத்தை வேலையாகவோ அல்லது வேலையை வெப்பமாகவோ மாற்றும் வெப்ப இயந்திரங்கள், குளிரூட்டும் அமைப்புகள் மற்றும் பிற சாதனங்களை வடிவமைக்க மற்றும் மேம்படுத்த வெப்ப இயக்கவியல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• வேதியியல்: வேதியியல் வினைகளைப் படிக்கவும், வேதியியல் அமைப்புகளின் சமநிலை கலவையைக் கணிக்கவும் வெப்ப இயக்கவியல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• உயிரியல்: செல்கள் மற்றும் உயிரினங்களின் ஆற்றல் வளர்சிதை மாற்றத்தைப் படிக்கவும், உயிரின அமைப்புகள் சமநிலையை எவ்வாறு பராமரிக்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ளவும் வெப்ப இயக்கவியல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• சுற்றுச்சூழல் அறிவியல்: சுற்றுச்சூழலில் வெப்பம் மற்றும் ஆற்றலின் பரிமாற்றத்தைப் படிக்கவும், மனித நடவடிக்கைகளின் தாக்கத்தை காலநிலையில் புரிந்துகொள்ளவும் வெப்ப இயக்கவியல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வெப்ப இயக்கவியல் என்பது இயற்கை உலகில் உள்ள பல்வேறு நிகழ்வுகளைப் புரிந்துகொள்ளப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். இது பல துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு அடிப்படை அறிவியலாகும், மேலும் இது ஆராய்ச்சியின் ஒரு செயலில் உள்ள பகுதியாகத் தொடர்கிறது.

வேதியியல் வெப்ப இயக்கவியலை வரையறுக்கவும்#

வேதியியல் வெப்ப இயக்கவியல் என்பது வெப்பம், வேலை மற்றும் வேதியியல் வினைகளுக்கு இடையிலான உறவைக் கையாளும் வேதியியலின் ஒரு கிளை ஆகும். இது ஒரு அடிப்படை அறிவியலாகும், இது பொறியியல், பொருள் அறிவியல் மற்றும் உயிரியல் போன்ற பல துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, ஆற்றலை உருவாக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது, மாற்றப்படவோ அல்லது மாற்றம் செய்யப்படவோ மட்டுமே முடியும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், ஒரு மூடிய அமைப்பில் உள்ள மொத்த ஆற்றலின் அளவு மாறாது என்பதாகும். வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, ஒரு மூடிய அமைப்பின் என்ட்ரோபி காலப்போக்கில் எப்போதும் அதிகரிக்கும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், ஒரு மூடிய அமைப்பில் குழப்பம் எப்போதும் அதிகரிக்கும் என்பதாகும்.

இந்த இரண்டு விதிகளும் வேதியியல் வினைகளுக்கு முக்கியமான தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, ஒரு வேதியியல் வினையில் உள்ள மொத்த ஆற்றல் அளவு பாதுகாக்கப்பட வேண்டும் என்று நமக்குச் சொல்கிறது. இதன் பொருள், வினையால் வெளியிடப்படும் ஆற்றல் வினையால் உறிஞ்சப்படும் ஆற்றலுக்குச் சமமாக இருக்க வேண்டும். வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, ஒரு வேதியியல் வினையின் என்ட்ரோபி எப்போதும் அதிகரிக்க வேண்டும் என்று நமக்குச் சொல்கிறது. இதன் பொருள், ஒரு வினையின் விளைபொருட்கள் வினைபடு பொருட்களை விட அதிகமாகக் குழப்பமடைந்திருக்க வேண்டும்.

இந்த இரண்டு விதிகளையும் ஒரு வேதியியல் வினையின் தன்னிச்சையைக் கணிக்கப் பயன்படுத்தலாம். வெளிப்புற ஆற்றலின் உள்ளீடு இல்லாமல் நடக்கும் வினை ஒரு தன்னிச்சையான வினையாகும். இதன் பொருள், வினை உறிஞ்சுவதை விட அதிக ஆற்றலை வெளியிடுகிறது மற்றும் அமைப்பின் என்ட்ரோபி அதிகரிக்கிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் தண்ணீரை உருவாக்கும் வினை ஒரு தன்னிச்சையான வினையாகும். ஏனெனில் இந்த வினை வெப்பம் மற்றும் ஒளி வடிவில் அதிக அளவு ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. வினையின் விளைபொருட்கள் (நீராவி) வினைபடு பொருட்களை (ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் வாயு) விட அதிகமாகக் குழப்பமடைந்திருப்பதால், அமைப்பின் என்ட்ரோபியும் அதிகரிக்கிறது.

இதற்கு மாறாக, தண்ணீர் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனை உருவாக்கும் வினை தன்னிச்சையானதல்ல. ஏனெனில் இந்த வினை வெப்பம் மற்றும் ஒளி வடிவில் அதிக அளவு ஆற்றலை உறிஞ்சுகிறது. வினையின் விளைபொருட்கள் (ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் வாயு) வினைபடு பொருட்களை (நீராவி) விட குறைவாகக் குழப்பமடைந்திருப்பதால், அமைப்பின் என்ட்ரோபியும் குறைகிறது.

வேதியியல் வெப்ப இயக்கவியல் என்பது வேதியியல் வினைகளின் நடத்தையைப் புரிந்துகொள்ளவும் கணிக்கவும் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். இது பொறியியல், பொருள் அறிவியல் மற்றும் உயிரியல் போன்ற பல துறைகளில் பயன்பாடுகளைக் கொண்ட ஒரு அடிப்படை அறிவியலாகும்.

உள் ஆற்றல்#

உள் ஆற்றல்

உள் ஆற்றல் என்பது ஒரு அமைப்பின் மொத்த ஆற்றலாகும், இது மொத்த அமைப்பின் இயக்கத்தின் காரணமாக ஏற்படும் இயக்க ஆற்றல், வெளிப்புற புலங்களின் காரணமாக ஏற்படும் நிலை ஆற்றல் மற்றும் அமைப்பின் ஓய்வு ஆற்றல் ஆகியவற்றைத் தவிர்த்து கணக்கிடப்படுகிறது. இது அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு, சுழற்சி, அதிர்வு மற்றும் மின்னணு ஆற்றல்கள் உட்பட, அமைப்பின் நுண்ணிய கூறுகளின் இயக்க மற்றும் நிலை ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையாகும்.

அமைப்பின் மீது வேலை செய்வதன் மூலம், வெப்பத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அல்லது நீக்குவதன் மூலம் அல்லது அமைப்பில் உள்ள துகள்களின் எண்ணிக்கையை மாற்றுவதன் மூலம் உள் ஆற்றலை மாற்றலாம். அமைப்பின் மீது வேலை செய்யப்படும்போது, உள் ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. அமைப்புக்கு வெப்பம் சேர்க்கப்படும்போது, உள் ஆற்றலும் அதிகரிக்கிறது. அமைப்பில் துகள்கள் சேர்க்கப்படும்போது, துகள்களுக்கு நேர்மறை ஆற்றல் இருந்தால் உள் ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது, மேலும் துகள்களுக்கு எதிர்மறை ஆற்றல் இருந்தால் குறைகிறது.

ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றல் என்பது ஒரு நிலைச் சார்பு ஆகும், அதாவது அது அமைப்பின் நிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, அந்த நிலையை அடைய எடுக்கப்பட்ட பாதையைச் சார்ந்தது அல்ல. இது வேலை மற்றும் வெப்பத்திற்கு மாறாக உள்ளது, அவை பாதைச் சார்புகள் ஆகும்.

ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றலை கலோரிமெட்ரி, ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மற்றும் மூலக்கூறு இயக்கவியல் உருவகப்படுத்துதல்கள் உள்ளிட்ட பல்வேறு முறைகளைப் பயன்படுத்தி அளவிடலாம்.

உள் ஆற்றலின் எடுத்துக்காட்டுகள்

• ஒரு வாயுவின் உள் ஆற்றல் என்பது வாயு மூலக்கூறுகளின் இயக்க மற்றும் நிலை ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையாகும். வாயு மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் வாயுவின் வெப்பநிலைக்கு விகிதாசாரமாகும், அதே நேரத்தில் வாயு மூலக்கூறுகளின் நிலை ஆற்றல் வாயுவின் அழுத்தத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.
• ஒரு திரவத்தின் உள் ஆற்றல் என்பது திரவ மூலக்கூறுகளின் இயக்க மற்றும் நிலை ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையாகும். திரவ மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் திரவத்தின் வெப்பநிலைக்கு விகிதாசாரமாகும், அதே நேரத்தில் திரவ மூலக்கூறுகளின் நிலை ஆற்றல் திரவத்தின் அடர்த்திக்கு விகிதாசாரமாகும்.
• ஒரு திடப்பொருளின் உள் ஆற்றல் என்பது திட அணுக்களின் இயக்க மற்றும் நிலை ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையாகும். திட அணுக்களின் இயக்க ஆற்றல் திடப்பொருளின் வெப்பநிலைக்கு விகிதாசாரமாகும், அதே நேரத்தில் திட அணுக்களின் நிலை ஆற்றல் அணுக்களுக்கு இடையிலான பிணைப்புகளின் வலிமைக்கு விகிதாசாரமாகும்.

உள் ஆற்றலின் பயன்பாடுகள்

ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றல் என்பது பல்வேறு நிகழ்வுகளைப் புரிந்துகொள்ளப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு அடிப்படைப் பண்பாகும், அவற்றில் பின்வருவன அடங்கும்:

• வாயுக்கள், திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களின் நடத்தை
• வெப்பத்தின் பரிமாற்றம்
• வெப்ப இயந்திரங்களின் திறன்
• வேதியியல் வினைகள்

உள் ஆற்றல் என்பது நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தைப் புரிந்துகொள்ளப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும்.

உள் ஆற்றலை பாதிக்கும் காரணிகள்#

ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றல் என்பது அமைப்பில் உள்ள அனைத்து துகள்களின் இயக்க மற்றும் நிலை ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகையாகும். இது ஒரு நிலைச் சார்பு ஆகும், அதாவது அது அமைப்பின் தற்போதைய நிலையை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, மேலும் அமைப்பு அந்த நிலையை எவ்வாறு அடைந்தது என்பதைச் சார்ந்தது அல்ல.

ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றலை பாதிக்கக்கூடிய பல காரணிகள் உள்ளன, அவற்றில் பின்வருவன அடங்கும்:

• வெப்பநிலை: ஒரு அமைப்பின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கும்போது, அமைப்பில் உள்ள துகள்களின் சராசரி இயக்க ஆற்றலும் அதிகரிக்கிறது. இதற்குக் காரணம், துகள்கள் அதிக வெப்பநிலையில் வேகமாக நகரும்.
• கன அளவு: ஒரு அமைப்பின் கன அளவு அதிகரிக்கும்போது, அமைப்பில் உள்ள துகள்களின் நிலை ஆற்றல் குறைகிறது. இதற்குக் காரணம், துகள்களுக்கு நகர்வதற்கு அதிக இடம் கிடைக்கிறது, எனவே அவை ஒன்றோடொன்று மோதுவதற்கான வாய்ப்பு குறைவு.
• அழுத்தம்: ஒரு அமைப்பின் மீது அழுத்தம் அதிகரிக்கும்போது, அமைப்பில் உள்ள துகள்களின் நிலை ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது. இதற்குக் காரணம், துகள்கள் அழுத்தத்தின் கீழ் இருக்கும்போது ஒன்றோடொன்று மோதுவதற்கான வாய்ப்பு அதிகம்.
• வேதியியல் வினைகள்: வேதியியல் வினைகள் ஆற்றலை வெளியிடலாம் அல்லது உறிஞ்சலாம், இது அமைப்பின் உள் ஆற்றலை மாற்றும். எடுத்துக்காட்டாக, ஹைட்ரஜன் வாயுவின் இரண்டு மூலக்கூறுகள் ஆக்ஸிஜன் வாயுவின் ஒரு மூலக்கூறுடன் வினைபட்டு நீராவியின் இரண்டு மூலக்கூறுகளை உருவாக்கும்போது, வெப்ப வடிவில் ஆற்றல் வெளியிடப்படுகிறது. இந்த வெப்பம் அமைப்பின் உள் ஆற்றலை அதிகரிக்கிறது.

இந்த காரணிகள் ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றலை எவ்வாறு பாதிக்கலாம் என்பதற்கான சில எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே:

• நீங்கள் ஒரு பாத்திரத்தில் தண்ணீரை சூடாக்கும்போது, நீர் மூலக்கூறுகள் இயக்க ஆற்றலைப் பெறுகின்றன மற்றும் நீரின் வெப்பநிலை அதிகரிக்கிறது.
• நீங்கள் ஒரு சோடா கேனைத் திறக்கும்போது, கேனுக்குள் அழுத்தம் குறைகிறது மற்றும் சோடா குமிழ்கள் உருவாகின்றன. ஏனெனில், அழுத்தம் குறைவாக இருக்கும்போது சோடாவில் உள்ள கார்பன் டை ஆக்சைடு வாயு கேனிலிருந்து தப்புவதற்கான வாய்ப்பு அதிகம்.
• நீங்கள் ஒரு காகிதத் துண்டை எரிக்கும்போது, காகிதத்திற்கும் காற்றில் உள்ள ஆக்ஸிஜனுக்கும் இடையேயான வேதியியல் வினை வெப்பம் மற்றும் ஒளி வடிவில் ஆற்றலை வெளியிடுகிறது. இந்த வெப்பம் அமைப்பின் உள் ஆற்றலை அதிகரிக்கிறது.

ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றல் என்பது வெப்ப இயக்கவியலில் ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும், மேலும் இது வாயுக்களின் நடத்தையிலிருந்து வெப்ப இயந்திரங்களின் செயல்பாடு வரை பல்வேறு நிகழ்வுகளைப் புரிந்துகொள்ளப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு மற்றும் சுற்றுப்புறம்#

ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு என்பது வெப்ப இயக்கவியல் பகுப்பாய்வுக்காக வரையறுக்கப்பட்ட இடத்தின் ஒரு பகுதியாகும். இந்த அமைப்பு ஒரு எல்லையால் அதன் சுற்றுப்புறங்களிலிருந்து பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, இது உண்மையானதாகவோ அல்லது கற்பனையானதாகவோ இருக்கலாம். எல்லை நிலையானதாகவோ அல்லது நகரக்கூடியதாகவோ இருக்கலாம், மேலும் அது பொருள், ஆற்றல் அல்லது இரண்டின் பரிமாற்றத்திற்கும் அனுமதிக்கலாம்.

சுற்றுப்புறங்கள் என்பது அமைப்புக்கு வெளியே உள்ள அனைத்தும் ஆகும். சுற்றுப்புறங்கள் ஒரு எளிய வெற்றிடத்திலிருந்து வாயுக்கள், திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களின் சிக்கலான கலவை வரை எதுவாகவும் இருக்கலாம். சுற்றுப்புறங்கள் அமைப்பை விட வெவ்வேறு வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் இருக்கலாம்.

அமைப்புக்கும் சுற்றுப்புறங்களுக்கும் இடையிலான தொடர்பு வெப்ப இயக்கவியல் விதிகளால் விவரிக்கப்படலாம். வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, ஆற்றலை உருவாக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது, மாற்றப்பட மட்டுமே முடியும் என்று கூறுகிறது. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பின் என்ட்ரோபி காலப்போக்கில் எப்போதும் அதிகரிக்கும் என்று கூறுகிறது.

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்புகள் மற்றும் அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களின் சில எடுத்துக்காட்டுகள் இங்கே:

• ஒரு பிஸ்டனுடன் கூடிய சிலிண்டரில் உள்ள வாயு ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பாகும். சுற்றுப்புறங்கள் சிலிண்டருக்கு வெளியே உள்ள காற்று. பிஸ்டன் அமைப்புக்கும் சுற்றுப்புறங்களுக்கும் இடையே ஆற்றல் பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது.
• ஒரு அறையில் அமர்ந்திருக்கும் ஒரு நபர் ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பாகும். சுற்றுப்புறங்கள் அறையில் உள்ள காற்று, அறையின் சுவர்கள் மற்றும் அறையில் உள்ள தளபாடங்கள். நபர் கடத்தல், வெப்பச்சலனம் மற்றும் கதிர்வீச்சு மூலம் சுற்றுப்புறங்களுடன் ஆற்றலைப் பரிமாறிக் கொள்கிறார்.
• சூரியனைச் சுற்றி வரும் ஒரு கோள் ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பாகும். சுற்றுப்புறங்கள் கோளுக்கும் சூரியனுக்கும் இடையே உள்ள விண்வெளி. கோள் கதிர்வீச்சு மூலம் சுற்றுப்புறங்களுடன் ஆற்றலைப் பரிமாறிக் கொள்கிறது.

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு என்ற கருத்து வெப்ப இயக்கவியல் விதிகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கு இன்றியமையாதது. ஒரு அமைப்புக்கும் அதன் சுற்றுப்புறங்களுக்கும் இடையிலான தொடர்பைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், ஆற்றல் மற்றும் என்ட்ரோபி பிரபஞ்சத்தின் வழியாக எவ்வாறு பாய்கின்றன என்பதை நாம் நன்கு புரிந்துகொள்ள முடியும்.

வெப்ப இயக்கவியல் விதிகள்#

வெப்ப இயக்கவியல் விதிகள்

வெப்ப இயக்கவியல் விதிகள் என்பது வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்புகளில் ஆற்றல் எவ்வாறு நடந்துகொள்கிறது என்பதை விவரிக்கும் கொள்கைகளின் தொகுப்பாகும். தன்னிச்சையான செயல்முறைகளின் திசையைக் கணிக்கவும், வெப்ப இயந்திரங்களின் திறனைக் கணக்கிடவும் அவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி, ஆற்றலை உருவாக்கவோ அழிக்கவோ முடியாது, மாற்றப்படவோ அல்லது மாற்றம் செய்யப்படவோ மட்டுமே முடியும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், ஒரு மூடிய அமைப்பில் உள்ள மொத்த ஆற்றலின் அளவு மாறாது என்பதாகும்.

எடுத்துக்காட்டாக, நீங்கள் ஒரு நிலக்கரித் துண்டை எரிக்கும்போது, நிலக்கரியில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள வேதியியல் ஆற்றல் வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. அமைப்பில் உள்ள மொத்த ஆற்றலின் அளவு (நிலக்கரி மற்றும் காற்று) அப்படியே இருக்கும்.

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதி, ஒரு மூடிய அமைப்பின் என்ட்ரோபி காலப்போக்கில் எப்போதும் அதிகரிக்கும் என்று கூறுகிறது. என்ட்ரோபி என்பது ஒரு அமைப்பின் குழப்பத்தின் அளவீடு ஆகும். ஒரு அமைப்பு எவ்வளவு குழப்பமாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு அதிக என்ட்ரோபி இருக்கும்.

எடுத்துக்காட்டாக, நீங்கள் ஒரு முட்டையைக் குலுக்கும்போது, முட்டையின் என்ட்ரோபி அதிகரிக்கிறது. ஏனெனில் முட்டை வெள்ளை மற்றும் மஞ்சள் கருவை ஒன்றாகக் கலக்கிறது, மேலும் மூலக்கூறுகள் இனி ஒரு வழக்கமான முறையில் அமைக்கப்படவில்லை.

வெப்ப இயக்கவியலின் மூன்றாம் விதி

வெப்ப இயக்கவியலின் மூன்றாம் விதி, முழுமையான பூஜ்ஜிய வெப்பநிலையில் உள்ள ஒரு முழுமையான படிகத்தின் என்ட்ரோபி பூஜ்ஜியமாகும் என்று கூறுகிறது. இதன் பொருள், ஒரு முழுமையான படிகம் முழுமையாக ஒழுங்கமைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் குழப்பம் எதுவும் இல்லை.

வெப்ப இயக்கவியலின் மூன்றாம் விதி என்பது வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாம் விதியின் விளைவாகும். ஒரு அமைப்பின் என்ட்ரோபி ஒருபோதும் குறைய முடியாது என்றால், வெப்பநிலை முழுமையான பூஜ்ஜியத்தை நெருங்கும்போது அது பூஜ்ஜியத்தை நெருங்க வேண்டும்.

வெப்ப இயக்கவியல் விதிகளின் பயன்பாடுகள்

வெப்ப இயக்கவியல் விதிகள் பொறியியல், வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் ஆகியவற்றில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. சில எடுத்துக்காட்டுகள்:

• வெப்ப இயந்திரங்களை வடிவமைக்க வெப்ப இயக்கவியல் விதிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவை வெப்ப ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுகின்றன.
• குளிர்சாதன பெட்டிகள் மற்றும் காற்று குளிரூட்டிகளின் திறனைக் கணக்கிட வெப்ப இயக்கவியல் விதிகள் பயன