تھرموڈائنامکس
مقابلہ جاتی امتحانات کے لیے تھرموڈائنامکس کا نصاب
1. تھرموڈائنامکس کے بنیادی تصورات
- تھرموڈائنامکس کی تعریف
- تھرموڈائنامک نظام اور ان کی اقسام
- حالت کے متغیرات اور حالت کے مساوات
- تھرموڈائنامک عمل
- حرارت اور کام
- اندرونی توانائی اور اینتھیلپی
- مخصوص حرارتی گنجائش
2. تھرموڈائنامکس کے قوانین
- تھرموڈائنامکس کا صفری قانون
- تھرموڈائنامکس کا پہلا قانون
- تھرموڈائنامکس کا دوسرا قانون
- تھرموڈائنامکس کا تیسرا قانون
3. تھرموڈائنامک اطلاقات
- حرارتی انجن اور ریفریجریٹر
- تھرموڈائنامک سائیکل
- خالص مادوں کی تھرموڈائنامک خصوصیات
- فیز ڈایاگرام
- کیمیائی رد عمل اور توازن
4. شماریاتی تھرموڈائنامکس
- مائیکرو اسٹیٹس اور میکرو اسٹیٹس
- شماریاتی تقسیم
- پارٹیشن فنکشنز
- شماریاتی میکینکس سے تھرموڈائنامک خصوصیات
5. نقل و حمل کے مظاہر
- انتشار
- لزوجت
- حرارتی موصلیت
- کنویکشن
6. تھرموڈائنامکس میں اعلیٰ موضوعات
- ناقابل واپسی تھرموڈائنامکس
- کوانٹم تھرموڈائنامکس
- اضافیتی تھرموڈائنامکس
- بلیک ہولز کی تھرموڈائنامکس
7. حل شدہ مسائل اور مشق کے سوالات
- تھرموڈائنامکس کے بنیادی تصورات پر عددی مسائل
- تھرموڈائنامکس کے قوانین پر مسائل
- تھرموڈائنامکس پر اطلاقی بنیادوں پر مسائل
- تھرموڈائنامکس پر MCQs اور موضوعی سوالات
مقابلہ جاتی امتحانات کے لیے اہم تھرموڈائنامکس کے موضوعات
1. تھرموڈائنامکس کے قوانین:
- صفری قانون: اگر دو نظام تیسرے نظام کے ساتھ حرارتی توازن میں ہیں، تو وہ ایک دوسرے کے ساتھ حرارتی توازن میں ہیں۔
- پہلا قانون: توانائی نہ تو پیدا کی جا سکتی ہے اور نہ ہی تباہ، صرف منتقل یا تبدیل کی جا سکتی ہے۔
- دوسرا قانون: ایک الگ تھلگ نظام کی اینٹروپی وقت کے ساتھ ہمیشہ بڑھتی ہے۔
- تیسرا قانون: مطلق صفر پر ایک کامل کرسٹل کی اینٹروپی صفر ہوتی ہے۔
2. تھرموڈائنامک نظام:
- کھلا نظام: ایک ایسا نظام جو اپنے ماحول کے ساتھ توانائی اور مادہ دونوں کا تبادلہ کرتا ہے۔
- بند نظام: ایک ایسا نظام جو اپنے ماحول کے ساتھ توانائی کا تبادلہ کرتا ہے لیکن مادہ کا نہیں۔
- الگ تھلگ نظام: ایک ایسا نظام جو اپنے ماحول کے ساتھ نہ توانائی کا تبادلہ کرتا ہے اور نہ ہی مادہ کا۔
3. حرارت اور کام:
- حرارت: مختلف درجہ حرارت پر دو نظاموں کے درمیان حرارتی توانائی کی منتقلی۔
- کام: کسی قوت کے اطلاق کے ذریعے کسی نظام سے یا اس میں توانائی کی منتقلی۔
4. اندرونی توانائی:
- کسی نظام کی کل توانائی، جس میں اس کے ذرات کی حرکی اور ممکنہ توانائی شامل ہوتی ہے۔
5. اینتھیلپی:
- ایک تھرموڈائنامک خاصیت جو کسی نظام کی اندرونی توانائی اور اس کے دباؤ اور حجم کے حاصل ضرب کے مجموعے کے برابر ہوتی ہے۔
6. اینٹروپی:
- کسی نظام کی بے ترتیبی کی پیمائش۔
7. گبز کی آزاد توانائی:
- ایک تھرموڈائنامک پوٹینشل جو مستقل درجہ حرارت اور دباؤ پر کسی نظام کے ذریعے کیے جا سکنے والے زیادہ سے زیادہ کام کا حساب لگانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
8. حرارتی گنجائش:
- کسی نظام کا درجہ حرارت ایک ڈگری سینٹی گریڈ بڑھانے کے لیے درکار حرارت کی مقدار۔
9. مخصوص حرارتی گنجائش:
- کسی مادے کے ایک گرام کا درجہ حرارت ایک ڈگری سینٹی گریڈ بڑھانے کے لیے درکار حرارت کی مقدار۔
10. حرارتی موصلیت:
- کسی مواد کی حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت۔
11. فیز تبدیلیاں:
- کسی مادے کا ایک فیز (ٹھوس، مائع، یا گیس) سے دوسرے میں تبدیل ہونا۔
12. ابلتا نقطہ:
- وہ درجہ حرارت جس پر کوئی مائع ابلتا ہے۔
13. انجماد نقطہ:
- وہ درجہ حرارت جس پر کوئی مائع جم جاتا ہے۔
14. ثلاثی نقطہ:
- وہ درجہ حرارت اور دباؤ جس پر کوئی مادہ تینوں فیز (ٹھوس، مائع، اور گیس) میں موجود رہ سکتا ہے۔
15. نازک نقطہ:
- وہ درجہ حرارت اور دباؤ جس پر کوئی گیس اور مائع ایک جیسے ہو جاتے ہیں۔
تھرموڈائنامکس کے مقصدی سوالات
متعدد انتخابی سوالات
1. مندرجہ ذیل میں سے کون سا حالت کا فنکشن نہیں ہے؟ a) دباؤ b) حجم c) کام d) اندرونی توانائی
2. اینٹروپی کی SI اکائی ہے: a) جول b) کیلون c) پاسکل d) جول فی کیلون
3. تھرموڈائنامکس کا پہلا قانون کہتا ہے کہ: a) توانائی پیدا یا تباہ کی جا سکتی ہے۔ b) توانائی ایک شکل سے دوسری شکل میں منتقل کی جا سکتی ہے۔ c) توانائی ہمیشہ محفوظ رہتی ہے۔ d) توانائی ہمیشہ ضائع ہوتی ہے۔
4. تھرموڈائنامکس کا دوسرا قانون کہتا ہے کہ: a) ایک الگ تھلگ نظام کی اینٹروپی ہمیشہ بڑھتی ہے۔ b) ایک الگ تھلگ نظام کی اینٹروپی ہمیشہ گھٹتی ہے۔ c) ایک الگ تھلگ نظام کی اینٹروپی مستقل رہتی ہے۔ d) ایک الگ تھلگ نظام کی اینٹروپی بڑھ یا گھٹ سکتی ہے۔
5. مندرجہ ذیل میں سے کون سی حرارت کی منتقلی کی قسم نہیں ہے؟ a) ایصال b) کنویکشن c) اشعاع d) بخارات
6. ایصال کے ذریعے حرارت کی منتقلی کی شرح متناسب ہوتی ہے: a) دو اشیاء کے درمیان درجہ حرارت کے فرق سے۔ b) دو اشیاء کے درمیان رابطے کے رقبے سے۔ c) دو اشیاء کے درمیان موجود مواد کی حرارتی موصلیت سے۔ d) مندرجہ بالا تمام سے۔
7. کنویکشن کے ذریعے حرارت کی منتقلی کی شرح متناسب ہوتی ہے: a) سیال اور سطح کے درمیان درجہ حرارت کے فرق سے۔ b) سیال کی کثافت سے۔ c) سیال کی مخصوص حرارتی گنجائش سے۔ d) مندرجہ بالا تمام سے۔
8. اشعاع کے ذریعے حرارت کی منتقلی کی شرح متناسب ہوتی ہے: a) کسی شے کے مطلق درجہ حرارت کی چوتھی طاقت سے۔ b) شے کی ایمیسیویٹی سے۔ c) شے کے رقبے سے۔ d) مندرجہ بالا تمام سے۔
9. مندرجہ ذیل میں سے کون سا تھرموڈائنامک سائیکل نہیں ہے؟ a) کارنوٹ سائیکل b) اوٹو سائیکل c) ڈیزل سائیکل d) سٹرلنگ سائیکل
10. حرارتی انجن کی کارکردگی کی تعریف یہ ہے: a) انجن کے ذریعے کیے گئے کام اور حرارتی ان پٹ کا تناسب۔ b) حرارتی ان پٹ اور انجن کے ذریعے کیے گئے کام کا تناسب۔ c) حرارتی آؤٹ پٹ اور حرارتی ان پٹ کا تناسب۔ d) انجن کے ذریعے کیے گئے کام اور حرارتی آؤٹ پٹ کا تناسب۔
صحیح/غلط سوالات
1. کسی نظام کی اندرونی توانائی ہمیشہ مثبت ہوتی ہے۔
2. کسی خالص مادے کی اینٹروپی ہمیشہ صفر ہوتی ہے۔
3. حرارت صرف گرم تر شے سے ٹھنڈی تر شے کی طرف بہہ سکتی ہے۔
4. ایک حرارتی انجن اپنی تمام حرارتی ان پٹ کو کام میں تبدیل کر سکتا ہے۔
5. حرارتی انجن کی کارکردگی ہمیشہ 100% سے کم ہوتی ہے۔
مختصر جوابی سوالات
1. “تھرموڈائنامکس” کی اصطلاح کی وضاحت کریں۔
2. تھرموڈائنامکس کا پہلا قانون بیان کریں۔
3. تھرموڈائنامکس کا دوسرا قانون بیان کریں۔
4. حرارت اور کام کے درمیان فرق بیان کریں۔
5. حرارت کی منتقلی کی تین اقسام بیان کریں۔
مضمونی سوالات
1. انجینئرنگ میں تھرموڈائنامکس کی اہمیت پر بحث کریں۔
2. اینٹروپی کے تصور اور تھرموڈائنامکس میں اس کی اہمیت کی وضاحت کریں۔
3. کارنوٹ سائیکل حرارتی انجن کی کارکردگی اخذ کریں۔
4. اوٹو سائیکل اور ڈیزل سائیکل کا موازنہ اور تقابل کریں۔
5. قابل تجدید توانائی کی ٹیکنالوجیز کے چیلنجز اور مواقع پر تھرموڈائنامک نقطہ نظر سے بحث کریں۔
تھرموڈائنامکس FAQs
تھرموڈائنامکس کیا ہے؟
تھرموڈائنامکس طبیعیات کی وہ شاخ ہے جو حرارت اور اس کے دیگر اقسام کی توانائی سے تعلق سے متعلق ہے۔ یہ ایک بنیادی سائنس ہے جس کے انجینئرنگ، کیمسٹری، اور حیاتیات جیسے بہت سے شعبوں میں اطلاقات ہیں۔
تھرموڈائنامکس کے قوانین کیا ہیں؟
تھرموڈائنامکس کے قوانین اصولوں کا ایک مجموعہ ہے جو بتاتا ہے کہ جسمانی نظاموں میں حرارت اور توانائی کس طرح برتاؤ کرتی ہے۔ تھرموڈائنامکس کے چار قوانین یہ ہیں:
- تھرموڈائنامکس کا صفری قانون: اگر دو نظام تیسرے نظام کے ساتھ حرارتی توازن میں ہیں، تو وہ ایک دوسرے کے ساتھ حرارتی توازن میں ہیں۔
- تھرموڈائنامکس کا پہلا قانون: توانائی نہ تو پیدا کی جا سکتی ہے اور نہ ہی تباہ، لیکن اسے ایک شکل سے دوسری شکل میں منتقل کیا جا سکتا ہے۔
- تھرموڈائنامکس کا دوسرا قانون: ایک الگ تھلگ نظام کی اینٹروپی وقت کے ساتھ ہمیشہ بڑھتی ہے۔
- تھرموڈائنامکس کا تیسرا قانون: مطلق صفر پر ایک کامل کرسٹل کی اینٹروپی صفر ہوتی ہے۔
حرارت کیا ہے؟
حرارت مختلف درجہ حرارت پر دو نظاموں کے درمیان حرارتی توانائی کی منتقلی ہے۔ حرارت ہمیشہ گرم تر نظام سے ٹھنڈے تر نظام کی طرف بہتی ہے۔
کام کیا ہے؟
کام فاصلے کے ذریعے کام کرنے والی قوت کے ذریعے ایک نظام سے دوسرے میں توانائی کی منتقلی ہے۔ کام مثبت یا منفی ہو سکتا ہے۔ مثبت کام اس وقت ہوتا ہے جب قوت جہت میں ہٹاؤ کے ساتھ ہو، اور منفی کام اس وقت ہوتا ہے جب قوت جہت میں ہٹاؤ کے مخالف ہو۔
اینٹروپی کیا ہے؟
اینٹروپی کسی نظام کی بے ترتیبی کی پیمائش ہے۔ نظام جتنا زیادہ بے ترتیب ہوگا، اس کی اینٹروپی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ ایک الگ تھلگ نظام میں اینٹروپی وقت کے ساتھ ہمیشہ بڑھتی ہے۔
حرارت اور کام میں کیا فرق ہے؟
حرارت اور کام دونوں توانائی کی منتقلی کی شکلیں ہیں، لیکن وہ نوعیت میں مختلف ہیں۔ حرارت مختلف درجہ حرارت پر دو نظاموں کے درمیان حرارتی توانائی کی منتقلی ہے، جبکہ کام فاصلے کے ذریعے کام کرنے والی قوت کے ذریعے ایک نظام سے دوسرے میں توانائی کی منتقلی ہے۔
کارنوٹ سائیکل کیا ہے؟
کارنوٹ سائیکل ایک نظریاتی سائیکل ہے جو حرارت کو کام میں تبدیل کرنے کے سب سے موثر طریقے کو بیان کرتا ہے۔ کارنوٹ سائیکل میں چار عمل ہوتے ہیں:
- ہم درجہ حرارت پھیلاؤ: گیس مستقل درجہ حرارت پر پھیلتی ہے۔
- ایڈیابیٹک پھیلاؤ: گیس بغیر کسی حرارت کی منتقلی کے پھیلتی ہے۔
- ہم درجہ حرارت دباؤ: گیس کو مستقل درجہ حرارت پر دبایا جاتا ہے۔
- ایڈیابیٹک دباؤ: گیس کو بغیر کسی حرارت کی منتقلی کے دبایا جاتا ہے۔
حرارتی انجن کی کارکردگی کیا ہے؟
حرارتی انجن کی کارکردگی کام کے آؤٹ پٹ اور حرارتی ان پٹ کا تناسب ہے۔ حرارتی انجن کی کارکردگی ہمیشہ 100% سے کم ہوتی ہے۔
گرین ہاؤس اثر کیا ہے؟
گرین ہاؤس اثر وہ عمل ہے جس کے ذریعے سیاروی سطح سے حرارتی اشعاع کو فضا میں موجود گرین ہاؤس گیسز جذب کرتی ہیں، اور ہر سمت میں دوبارہ خارج کی جاتی ہے۔ گرین ہاؤس اثر ایک قدرتی عمل ہے جو زمین کی فضا کے درجہ حرارت کو منظم کرنے میں مدد کرتا ہے۔ تاہم، انسانی سرگرمیاں فضا میں گرین ہاؤس گیسز کی مقدار بڑھا رہی ہیں، جس کی وجہ سے زمین کی فضا گرم ہو رہی ہے۔
عالمی حدت کیا ہے؟
عالمی حدت زمین کے اوسط سطحی درجہ حرارت میں طویل مدتی اضافہ ہے۔ عالمی حدت گرین ہاؤس اثر کی وجہ سے ہوتی ہے۔
BETA
