একটি আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি - বৈশিষ্ট্য, তত্ত্ব এবং সূত্র

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

আনুমানিক মাত্রার বিভিন্ন মডেল ব্যবহার করে একটি নির্দিষ্ট শারীরিক ঘটনা বা ঘটনার শ্রেণি বিবেচনা করা সুবিধাজনক। উদাহরণস্বরূপ, একটি গ্যাসের আচরণ বর্ণনা করার সময়, একটি ভৌত মডেল ব্যবহার করা হয় - একটি আদর্শ গ্যাস৷

যেকোন মডেলের প্রযোজ্যতার সীমা রয়েছে, যার বাইরে এটিকে পরিমার্জিত বা আরও জটিল বিকল্প প্রয়োগ করতে হবে। এখানে আমরা নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে গ্যাসের সবচেয়ে প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে একটি ভৌত সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বর্ণনা করার একটি সাধারণ ঘটনা বিবেচনা করি৷

আদর্শ গ্যাস

এই ভৌত মডেল, কিছু মৌলিক প্রক্রিয়া বর্ণনা করার সুবিধার জন্য, একটি বাস্তব গ্যাসকে নিম্নরূপ সরলীকৃত করে:

• গ্যাসের অণুর আকারকে অবহেলা করে। এর মানে হল এমন কিছু ঘটনা আছে যার জন্য এই প্যারামিটারটি পর্যাপ্ত বিবরণের জন্য অপরিহার্য নয়।
• আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়াকে অবহেলা করে, অর্থাৎ, এটি স্বীকার করে যে এটির আগ্রহের প্রক্রিয়াগুলিতে তারা নগণ্য সময়ের ব্যবধানে উপস্থিত হয় এবং সিস্টেমের অবস্থাকে প্রভাবিত করে না। এই ক্ষেত্রে, মিথস্ক্রিয়াগুলি একেবারে স্থিতিস্থাপক প্রভাবের প্রকৃতির হয়, যেখানে কোনও শক্তির ক্ষতি হয় না।বিকৃতি।
• ট্যাঙ্কের দেয়ালের সাথে অণুর মিথস্ক্রিয়াকে অবহেলা করে।
• অনুমান করুন যে "গ্যাস-আধার" সিস্টেমটি থার্মোডাইনামিক ভারসাম্য দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে।

এই মডেলটি প্রকৃত গ্যাস বর্ণনা করার জন্য উপযুক্ত যদি চাপ এবং তাপমাত্রা তুলনামূলকভাবে কম হয়৷

একটি শারীরিক সিস্টেমের শক্তির অবস্থা

যেকোন ম্যাক্রোস্কোপিক ভৌত ব্যবস্থার (শরীর, গ্যাস বা পাত্রের তরল) নিজস্ব গতি এবং সম্ভাবনা ছাড়াও আরও এক ধরনের শক্তি থাকে - অভ্যন্তরীণ। এই মানটি ভৌত সিস্টেম - অণুগুলি তৈরি করে এমন সমস্ত সাবসিস্টেমগুলির শক্তির সংকলন করে প্রাপ্ত হয়৷

একটি গ্যাসের প্রতিটি অণুর নিজস্ব সম্ভাবনা এবং গতিশক্তি রয়েছে। পরেরটি অণুর ক্রমাগত বিশৃঙ্খল তাপীয় গতির কারণে হয়। তাদের মধ্যে বিভিন্ন মিথস্ক্রিয়া (বৈদ্যুতিক আকর্ষণ, বিকর্ষণ) সম্ভাব্য শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়৷

এটা অবশ্যই মনে রাখতে হবে যে যদি ভৌত সিস্টেমের কোনো অংশের শক্তির অবস্থা সিস্টেমের ম্যাক্রোস্কোপিক অবস্থার উপর কোনো প্রভাব না ফেলে, তাহলে তা বিবেচনায় নেওয়া হয় না। উদাহরণস্বরূপ, স্বাভাবিক অবস্থায়, পারমাণবিক শক্তি একটি ভৌত বস্তুর অবস্থার পরিবর্তনের মধ্যে নিজেকে প্রকাশ করে না, তাই এটিকে বিবেচনায় নেওয়ার প্রয়োজন নেই। কিন্তু উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপে, এটি ইতিমধ্যেই প্রয়োজনীয়৷

এইভাবে, শরীরের অভ্যন্তরীণ শক্তি তার কণার গতিবিধি এবং মিথস্ক্রিয়া প্রকৃতিকে প্রতিফলিত করে। এর মানে হল যে শব্দটি সাধারণত ব্যবহৃত "তাপ শক্তি" শব্দের সমার্থক।

মোনাটমিক আদর্শ গ্যাস

মোনাটমিক গ্যাস, অর্থাৎ যাদের পরমাণু অণুতে একত্রিত হয় না, প্রকৃতিতে বিদ্যমান - এগুলি জড় গ্যাস। অক্সিজেন, নাইট্রোজেন বা হাইড্রোজেনের মতো গ্যাসগুলি কেবলমাত্র এমন পরিস্থিতিতে থাকতে পারে যখন এই অবস্থাটিকে ক্রমাগত পুনর্নবীকরণ করার জন্য বাইরে থেকে শক্তি ব্যয় করা হয়, কারণ তাদের পরমাণুগুলি রাসায়নিকভাবে সক্রিয় এবং একটি অণুতে একত্রিত হওয়ার প্রবণতা রয়েছে৷

আসুন কিছু আয়তনের একটি পাত্রে স্থাপিত একটি মনোটমিক আদর্শ গ্যাসের শক্তি অবস্থা বিবেচনা করা যাক। এটি সবচেয়ে সহজ কেস। আমরা মনে রাখি যে নিজেদের মধ্যে এবং জাহাজের দেয়ালের সাথে পরমাণুর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া, এবং ফলস্বরূপ, তাদের সম্ভাব্য শক্তি নগণ্য। সুতরাং একটি গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি শুধুমাত্র তার পরমাণুর গতিশক্তির যোগফলকে অন্তর্ভুক্ত করে।

এটি একটি গ্যাসের পরমাণুর গড় গতিশক্তিকে তাদের সংখ্যা দ্বারা গুণ করে গণনা করা যেতে পারে। গড় শক্তি হল E=3/2 x R / N_A x T, যেখানে R হল সার্বজনীন গ্যাস ধ্রুবক, N_A হল অ্যাভোগাড্রোর সংখ্যা, T হল পরম গ্যাসের তাপমাত্রা। অ্যাভোগাড্রো ধ্রুবক দ্বারা পদার্থের পরিমাণ গুণ করে পরমাণুর সংখ্যা গণনা করা হয়। একটি মোনাটমিক গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি হবে U=NA x m / M x 3/2 x R/NA _{x T=3/2 x m/M x RT। এখানে m হল ভর এবং M হল গ্যাসের মোলার ভর।}

ধরুন গ্যাসের রাসায়নিক গঠন এবং এর ভর সবসময় একই থাকে। এই ক্ষেত্রে, আমরা যে সূত্রটি পেয়েছি তা থেকে দেখা যায়, অভ্যন্তরীণ শক্তি কেবল গ্যাসের তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। বাস্তব গ্যাসের জন্য, এটি ছাড়াও, অ্যাকাউন্টে নেওয়া প্রয়োজনতাপমাত্রা, আয়তনের পরিবর্তন কারণ এটি পরমাণুর সম্ভাব্য শক্তিকে প্রভাবিত করে।

আণবিক গ্যাস

উপরের সূত্রে, 3 নম্বরটি একটি মনোটমিক কণার গতির স্বাধীনতার ডিগ্রির সংখ্যা চিহ্নিত করে - এটি স্থানাঙ্কের সংখ্যা দ্বারা নির্ধারিত হয়: x, y, z। একটি মোনাটমিক গ্যাসের অবস্থার জন্য, এর পরমাণুগুলো ঘোরে কিনা তা মোটেও বিবেচ্য নয়।

অণুগুলি গোলাকারভাবে অপ্রতিসম, তাই, আণবিক গ্যাসগুলির শক্তির অবস্থা নির্ধারণ করার সময়, তাদের ঘূর্ণনের গতিশক্তি বিবেচনা করা প্রয়োজন। ডায়াটমিক অণু, অনুবাদমূলক গতির সাথে যুক্ত স্বাধীনতার তালিকাভুক্ত ডিগ্রী ছাড়াও, দুটি পারস্পরিক লম্ব অক্ষের চারপাশে ঘূর্ণনের সাথে আরও দুটি যুক্ত রয়েছে; পলিয়েটমিক অণুগুলির ঘূর্ণনের মতো তিনটি স্বাধীন অক্ষ রয়েছে। ফলস্বরূপ, ডায়াটমিক গ্যাসের কণাগুলি স্বাধীনতার ডিগ্রী f=5 দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যখন পলিআটমিক অণুগুলির f=6 থাকে।

তাপীয় গতির অন্তর্নিহিত এলোমেলোতার কারণে, উভয় ঘূর্ণন এবং অনুবাদমূলক আন্দোলনের সমস্ত দিকই একেবারে সমানভাবে সম্ভাব্য। প্রতিটি ধরণের গতির দ্বারা অবদান রাখা গড় গতিশক্তি একই। অতএব, আমরা সূত্রে f-এর মান প্রতিস্থাপন করতে পারি, যা আমাদেরকে যেকোনো আণবিক গঠনের একটি আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি গণনা করতে দেয়: U=f/2 x m/M x RT।

অবশ্যই, আমরা সূত্র থেকে দেখতে পাচ্ছি যে এই মান নির্ভর করে পদার্থের পরিমাণের উপর, অর্থাৎ আমরা কতটা এবং কী ধরনের গ্যাস নিয়েছি, সেইসাথে এই গ্যাসের অণুর গঠনের উপর। যাইহোক, যেহেতু আমরা ভর এবং রাসায়নিক সংমিশ্রণ পরিবর্তন না করতে রাজি হয়েছি, তারপরে বিবেচনা করুনআমাদের শুধু তাপমাত্রা দরকার।

এখন দেখা যাক কিভাবে U এর মান গ্যাসের অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত - আয়তন, সেইসাথে চাপের সাথে।

অভ্যন্তরীণ শক্তি এবং তাপগতিগত অবস্থা

আপনি জানেন তাপমাত্রা, সিস্টেমের থার্মোডাইনামিক অবস্থার একটি প্যারামিটার (এই ক্ষেত্রে, গ্যাস)। একটি আদর্শ গ্যাসে, এটি PV=m / M x RT (তথাকথিত Clapeyron-Mendeleev সমীকরণ) দ্বারা চাপ এবং আয়তনের সাথে সম্পর্কিত। তাপমাত্রা তাপ শক্তি নির্ধারণ করে। সুতরাং পরবর্তীটি অন্যান্য রাষ্ট্রীয় পরামিতিগুলির একটি সেটের পরিপ্রেক্ষিতে প্রকাশ করা যেতে পারে। এটি আগের অবস্থার প্রতি উদাসীন, সেইসাথে এটি যেভাবে পরিবর্তিত হয়েছিল তার প্রতিও উদাসীন৷

চলুন দেখি কিভাবে অভ্যন্তরীণ শক্তি পরিবর্তন হয় যখন সিস্টেমটি একটি থার্মোডাইনামিক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় যায়। এই ধরনের যেকোনো পরিবর্তনে এর পরিবর্তন প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত মানের মধ্যে পার্থক্য দ্বারা নির্ধারিত হয়। যদি সিস্টেমটি কিছু মধ্যবর্তী অবস্থার পরে তার আসল অবস্থায় ফিরে আসে, তাহলে এই পার্থক্যটি শূন্যের সমান হবে।

ধরুন আমরা ট্যাঙ্কে গ্যাস গরম করেছি (অর্থাৎ এতে অতিরিক্ত শক্তি এনেছি)। গ্যাসের থার্মোডাইনামিক অবস্থা পরিবর্তিত হয়েছে: এর তাপমাত্রা এবং চাপ বৃদ্ধি পেয়েছে। এই প্রক্রিয়া ভলিউম পরিবর্তন ছাড়া যায়. আমাদের গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি বেড়েছে। এর পরে, আমাদের গ্যাস সরবরাহ করা শক্তি ছেড়ে দেয়, তার আসল অবস্থায় শীতল হয়। যেমন একটি ফ্যাক্টর, উদাহরণস্বরূপ, এই প্রক্রিয়াগুলির গতি, কোন ব্যাপার হবে না। গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তির যে কোনো হারে গরম ও শীতল করার ফলে পরিবর্তন শূন্য।

গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল তাপ শক্তির একই মান একটি নয়, একাধিক তাপগতিগত অবস্থার সাথে মিলিত হতে পারে।

তাপ শক্তির পরিবর্তনের প্রকৃতি

শক্তি পরিবর্তন করতে হলে কাজ করতে হবে। কাজটি গ্যাস নিজেই বা বাহ্যিক শক্তি দ্বারা করা যেতে পারে।

প্রথম ক্ষেত্রে, কাজ সম্পাদনের জন্য শক্তির ব্যয় গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তির কারণে হয়। উদাহরণস্বরূপ, আমরা একটি পিস্টন দিয়ে একটি ট্যাঙ্কে গ্যাস সংকুচিত করেছি। যদি পিস্টন ছেড়ে দেওয়া হয়, প্রসারিত গ্যাস এটিকে উত্তোলন করতে শুরু করবে, কাজ করছে (এটি কার্যকর হওয়ার জন্য, পিস্টনটিকে এক ধরণের লোড তুলতে দিন)। গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি মাধ্যাকর্ষণ এবং ঘর্ষণ শক্তির বিরুদ্ধে কাজে ব্যয় করা পরিমাণ দ্বারা হ্রাস পাবে: U₂=U_{1 – A. এতে ক্ষেত্রে, গ্যাসের কাজটি ইতিবাচক কারণ পিস্টনে প্রয়োগ করা বলের দিকটি পিস্টনের চলাচলের দিকটির সমান।}

আসুন পিস্টন কমানো শুরু করি, গ্যাসের চাপের শক্তির বিরুদ্ধে এবং আবার ঘর্ষণ শক্তির বিরুদ্ধে কাজ করা শুরু করি। এইভাবে, আমরা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তির গ্যাসকে জানাব। এখানে, বাহ্যিক শক্তির কাজ ইতিমধ্যেই ইতিবাচক বলে বিবেচিত হয়েছে৷

যান্ত্রিক কাজের পাশাপাশি, গ্যাস থেকে শক্তি নেওয়া বা শক্তি দেওয়ার মতো একটি উপায়ও রয়েছে, যেমন তাপ স্থানান্তর (তাপ স্থানান্তর)। গ্যাস গরম করার উদাহরণে আমরা ইতিমধ্যে তার সাথে দেখা করেছি। তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়ার সময় গ্যাসে যে শক্তি স্থানান্তরিত হয় তাকে তাপের পরিমাণ বলে। তিন ধরনের তাপ স্থানান্তর রয়েছে: পরিবাহী, পরিচলন এবং বিকিরণ স্থানান্তর। আসুন তাদের ঘনিষ্ঠভাবে দেখে নেওয়া যাক।

তাপ পরিবাহিতা

একটি পদার্থের তাপ বিনিময় করার ক্ষমতা,তাপীয় গতির সময় পারস্পরিক সংঘর্ষের সময় একে অপরের গতিশক্তি স্থানান্তর করে তার কণা দ্বারা সঞ্চালিত হয় - এটি তাপ পরিবাহিতা। যদি পদার্থের একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলকে উত্তপ্ত করা হয়, অর্থাৎ, এটিতে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ দেওয়া হয়, তবে কিছুক্ষণ পর পরমাণু বা অণুর সংঘর্ষের মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ শক্তি গড় সমানভাবে সমস্ত কণার মধ্যে বিতরণ করা হবে।

এটা স্পষ্ট যে তাপ পরিবাহিতা দৃঢ়ভাবে সংঘর্ষের ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে এবং এর ফলে, কণার মধ্যে গড় দূরত্বের উপর। অতএব, একটি গ্যাস, বিশেষ করে একটি আদর্শ গ্যাস, খুব কম তাপ পরিবাহিতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয় এবং এই বৈশিষ্ট্যটি প্রায়শই তাপ নিরোধকের জন্য ব্যবহৃত হয়।

বাস্তব গ্যাসগুলির মধ্যে, যাদের অণু সবচেয়ে হালকা এবং একই সময়ে পলিটমিক তাদের জন্য তাপ পরিবাহিতা বেশি। আণবিক হাইড্রোজেন সর্বাধিক পরিমাণে এই শর্ত পূরণ করে, এবং রেডন, সবচেয়ে ভারী মোনাটমিক গ্যাস হিসাবে, ন্যূনতম পরিমাণে। গ্যাস যত বিরল, তত খারাপ তাপ পরিবাহক।

সাধারণত, একটি আদর্শ গ্যাসের জন্য তাপীয় পরিবাহনের মাধ্যমে শক্তি স্থানান্তর একটি অত্যন্ত অকার্যকর প্রক্রিয়া।

পরিচলন

একটি গ্যাসের জন্য অনেক বেশি কার্যকরী হল এই ধরনের তাপ স্থানান্তর, যেমন পরিচলন, যাতে অভ্যন্তরীণ শক্তি মহাকর্ষীয় ক্ষেত্রে সঞ্চালিত পদার্থের প্রবাহের মাধ্যমে বিতরণ করা হয়। উত্তপ্ত গ্যাসের ঊর্ধ্বমুখী প্রবাহ আর্কিমিডিয়ান বলের কারণে গঠিত হয়, যেহেতু তাপীয় প্রসারণের কারণে এটি কম ঘন হয়। উপরের দিকে চলমান গরম গ্যাস ক্রমাগত ঠান্ডা গ্যাস দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় - গ্যাস প্রবাহের সঞ্চালন প্রতিষ্ঠিত হয়।অতএব, কার্যকরী নিশ্চিত করার জন্য, অর্থাৎ, পরিচলনের মাধ্যমে দ্রুততম গরম করার জন্য, নীচে থেকে গ্যাস ট্যাঙ্ককে গরম করা প্রয়োজন - ঠিক যেমন জল সহ একটি কেটলি।

যদি গ্যাস থেকে কিছু পরিমাণ তাপ ছিনিয়ে নেওয়ার প্রয়োজন হয়, তবে রেফ্রিজারেটরটি উপরে রাখা আরও কার্যকর, কারণ যে গ্যাসটি রেফ্রিজারেটরে শক্তি দেয় তা মাধ্যাকর্ষণ শক্তির প্রভাবে নীচে নেমে যাবে।.

গ্যাসে পরিচলনের একটি উদাহরণ হল হিটিং সিস্টেম ব্যবহার করে অভ্যন্তরীণ বাতাস গরম করা (এগুলি যতটা সম্ভব কম ঘরে রাখা হয়) বা এয়ার কন্ডিশনার ব্যবহার করে শীতল করা এবং প্রাকৃতিক পরিস্থিতিতে তাপ পরিবাহনের ঘটনা ঘটায় বায়ু ভরের চলাচল এবং আবহাওয়া এবং জলবায়ুকে প্রভাবিত করে৷

মাধ্যাকর্ষণ অনুপস্থিতিতে (একটি মহাকাশযানে ওজনহীনতা সহ), পরিচলন, অর্থাৎ বায়ু প্রবাহের সঞ্চালন প্রতিষ্ঠিত হয় না। সুতরাং মহাকাশযানে গ্যাস বার্নার বা ম্যাচ জ্বালানোর কোনো মানে হয় না: গরম দহন পণ্যগুলি উপরের দিকে নিঃসৃত হবে না, এবং অক্সিজেন আগুনের উত্সে সরবরাহ করা হবে এবং শিখাটি মারা যাবে।

উজ্জ্বল স্থানান্তর

একটি পদার্থ তাপীয় বিকিরণের ক্রিয়ায়ও উত্তপ্ত হতে পারে, যখন পরমাণু এবং অণুগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক কোয়ান্টা - ফোটন শোষণ করে শক্তি অর্জন করে। কম ফোটন ফ্রিকোয়েন্সিতে, এই প্রক্রিয়াটি খুব কার্যকর নয়। মনে রাখবেন যে যখন আমরা একটি মাইক্রোওয়েভ ওভেন খুলি, তখন আমরা ভিতরে গরম খাবার পাই, কিন্তু গরম বাতাস পাই না। বিকিরণের ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির সাথে, বিকিরণ উত্তাপের প্রভাব বৃদ্ধি পায়, উদাহরণস্বরূপ, পৃথিবীর উপরের বায়ুমণ্ডলে, একটি অত্যন্ত বিরল গ্যাস নিবিড়ভাবে উত্তপ্ত হয় এবংসৌর অতিবেগুনি দ্বারা আয়নিত।

বিভিন্ন গ্যাস বিভিন্ন ডিগ্রীতে তাপীয় বিকিরণ শোষণ করে। সুতরাং, জল, মিথেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এটি বেশ শক্তিশালীভাবে শোষণ করে। গ্রীনহাউস প্রভাবের ঘটনাটি এই সম্পত্তির উপর ভিত্তি করে।

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র

সাধারণভাবে বলতে গেলে, গ্যাস গরম করার (তাপ স্থানান্তর) মাধ্যমে অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনও গ্যাসের অণুতে বা তাদের উপর একটি বাহ্যিক শক্তির মাধ্যমে কাজ করতে নেমে আসে (যা একইভাবে চিহ্নিত করা হয়, কিন্তু বিপরীতে। চিহ্ন). এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে উত্তরণের এই পদ্ধতিতে কী কাজ করা হয়? শক্তি সংরক্ষণের আইনটি আমাদের এই প্রশ্নের উত্তর দিতে সাহায্য করবে, আরও সঠিকভাবে, থার্মোডাইনামিক সিস্টেমের আচরণের সাথে এর সংমিশ্রণ - তাপগতিবিদ্যার প্রথম আইন।

আইন, বা শক্তির সংরক্ষণের সার্বজনীন নীতি, তার সবচেয়ে সাধারণ আকারে বলে যে শক্তি কোন কিছু থেকে জন্ম নেয় না এবং কোনও চিহ্ন ছাড়াই অদৃশ্য হয় না, তবে কেবল এক ফর্ম থেকে অন্য ফর্মে চলে যায়। একটি থার্মোডাইনামিক সিস্টেমের সাথে সম্পর্কিত, এটি এমনভাবে বোঝা উচিত যে সিস্টেম দ্বারা করা কাজটি সিস্টেমে প্রদত্ত তাপের পরিমাণ (আদর্শ গ্যাস) এবং এর অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তনের মধ্যে পার্থক্যের পরিপ্রেক্ষিতে প্রকাশ করা হয়। অন্য কথায়, গ্যাসের সাথে যোগাযোগ করা তাপের পরিমাণ এই পরিবর্তন এবং সিস্টেমের ক্রিয়াকলাপে ব্যয় হয়।

এটি অনেক সহজ সূত্র আকারে লেখা হয়েছে: dA=dQ – dU এবং সেই অনুযায়ী, dQ=dU + dA।

আমরা ইতিমধ্যেই জানি যে এই পরিমাণগুলি রাজ্যগুলির মধ্যে স্থানান্তর করার উপায়ের উপর নির্ভর করে না। এই স্থানান্তরের গতি এবং ফলস্বরূপ, দক্ষতা পদ্ধতির উপর নির্ভর করে।

যেমন দ্বিতীয়টির জন্যথার্মোডাইনামিক্সের শুরু, তারপর এটি পরিবর্তনের দিক নির্ধারণ করে: বাইরে থেকে অতিরিক্ত শক্তি ইনপুট ছাড়াই ঠান্ডা (এবং তাই কম শক্তিসম্পন্ন) গ্যাস থেকে উত্তপ্ত গ্যাসে তাপ স্থানান্তর করা যায় না। দ্বিতীয় আইনটিও নির্দেশ করে যে সিস্টেমের দ্বারা কাজ করার জন্য ব্যয় করা শক্তির একটি অংশ অনিবার্যভাবে নষ্ট হয়ে যায়, হারিয়ে যায় (অদৃশ্য হয় না, তবে একটি অব্যবহারযোগ্য আকারে পরিণত হয়)।

থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া

একটি আদর্শ গ্যাসের শক্তির অবস্থার মধ্যে ট্রানজিশনের একটি বা অন্য প্যারামিটারে পরিবর্তনের বিভিন্ন ধরণ থাকতে পারে। বিভিন্ন ধরণের রূপান্তর প্রক্রিয়ার অভ্যন্তরীণ শক্তিও ভিন্নভাবে আচরণ করবে। আসুন আমরা সংক্ষেপে এই ধরনের বিভিন্ন ধরণের প্রক্রিয়া বিবেচনা করি।

• আইসোকোরিক প্রক্রিয়াটি আয়তনের পরিবর্তন ছাড়াই এগিয়ে যায়, তাই গ্যাস কোন কাজ করে না। গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তি চূড়ান্ত এবং প্রাথমিক তাপমাত্রার মধ্যে পার্থক্যের একটি ফাংশন হিসাবে পরিবর্তিত হয়।
• আইসোবারিক প্রক্রিয়া ধ্রুবক চাপে ঘটে। গ্যাস কাজ করে, এবং এর তাপ শক্তি আগের ক্ষেত্রের মতোই গণনা করা হয়৷
• Isothermal প্রক্রিয়া একটি ধ্রুবক তাপমাত্রা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, এবং, তাই, তাপ শক্তি পরিবর্তন হয় না। গ্যাস দ্বারা প্রাপ্ত তাপ সম্পূর্ণরূপে কাজে ব্যয় হয়।
• Adiabatic, বা diabatic প্রক্রিয়া তাপ স্থানান্তর ছাড়াই একটি গ্যাসে, একটি তাপ নিরোধক ট্যাঙ্কে সঞ্চালিত হয়। কাজ শুধুমাত্র তাপ শক্তির খরচে করা হয়: dA=- dU। অ্যাডিয়াব্যাটিক সংকোচনের সাথে, তাপ শক্তি যথাক্রমে প্রসারণের সাথে বৃদ্ধি পায়কমছে।

বিভিন্ন আইসোপ্রসেস তাপ ইঞ্জিনগুলির কার্যকারিতাকে অন্তর্নিহিত করে। এইভাবে, আইসোকোরিক প্রক্রিয়াটি সিলিন্ডারে পিস্টনের চরম অবস্থানে একটি পেট্রল ইঞ্জিনে সঞ্চালিত হয় এবং ইঞ্জিনের দ্বিতীয় এবং তৃতীয় স্ট্রোকগুলি একটি অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়ার উদাহরণ। তরল গ্যাস প্রাপ্ত করার সময়, adiabatic সম্প্রসারণ একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে - এটির জন্য ধন্যবাদ, গ্যাস ঘনীভবন সম্ভব হয়। গ্যাসের আইসোপ্রসেসগুলি, যার অধ্যয়নে একটি আদর্শ গ্যাসের অভ্যন্তরীণ শক্তির ধারণা ছাড়া কেউ করতে পারে না, অনেকগুলি প্রাকৃতিক ঘটনার বৈশিষ্ট্য এবং প্রযুক্তির বিভিন্ন শাখায় ব্যবহৃত হয়৷