এই নিবন্ধে আমরা থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া বিবেচনা করব। আসুন তাদের জাত এবং গুণগত বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে পরিচিত হই, এবং বৃত্তাকার প্রক্রিয়াগুলির ঘটনাটিও অধ্যয়ন করি যেগুলির প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত বিন্দুতে একই পরামিতি রয়েছে৷
পরিচয়
থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলি এমন ঘটনা যেখানে সমগ্র সিস্টেমের তাপগতিবিদ্যায় একটি ম্যাক্রোস্কোপিক পরিবর্তন হয়। প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থার মধ্যে পার্থক্যের উপস্থিতিকে প্রাথমিক প্রক্রিয়া বলা হয়, তবে এই পার্থক্যটি অসীমভাবে ছোট হওয়া প্রয়োজন। মহাকাশের যে ক্ষেত্রটিতে এই ঘটনাটি ঘটে তাকে বলা হয় ওয়ার্কিং বডি।
স্থিরতার প্রকারের উপর ভিত্তি করে, কেউ ভারসাম্য এবং অ-ভারসাম্যের মধ্যে পার্থক্য করতে পারে। ভারসাম্য প্রক্রিয়া এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে সমস্ত ধরণের অবস্থা যার মাধ্যমে সিস্টেম প্রবাহিত হয় ভারসাম্যের অবস্থার সাথে সম্পর্কিত। এই ধরনের প্রক্রিয়াগুলির বাস্তবায়ন ঘটে যখন পরিবর্তনটি ধীরে ধীরে এগিয়ে যায়, বা অন্য কথায়, ঘটনাটি একটি আধা-স্থির প্রকৃতির হয়৷
ঘটনাতাপীয় প্রকারকে বিপরীত এবং অপরিবর্তনীয় থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়ায় ভাগ করা যায়। বিপরীতমুখী প্রক্রিয়াগুলি হল সেইগুলি যেখানে একই মধ্যবর্তী অবস্থাগুলি ব্যবহার করে বিপরীত দিকে প্রক্রিয়াটি চালানোর সম্ভাবনা উপলব্ধি করা হয়৷
Adiabatic তাপ স্থানান্তর
তাপ স্থানান্তরের adiabatic উপায় হল একটি তাপগতিগত প্রক্রিয়া যা ম্যাক্রোকোজমের স্কেলে ঘটে। আরেকটি বৈশিষ্ট্য হল চারপাশে স্থানের সাথে তাপ বিনিময়ের অভাব।
এই প্রক্রিয়া নিয়ে বড় মাপের গবেষণা অষ্টাদশ শতাব্দীর শুরুতে হয়।
Adiabatic ধরনের প্রক্রিয়াগুলি পলিট্রপিক ফর্মের একটি বিশেষ ক্ষেত্রে। এটি এই কারণে যে এই ফর্মটিতে গ্যাসের তাপ ক্ষমতা শূন্য, যার মানে এটি একটি ধ্রুবক মান। সময়ের সমস্ত মুহুর্তের ভারসাম্যের একটি বিন্দু থাকলেই এই জাতীয় প্রক্রিয়াকে বিপরীত করা সম্ভব। এনট্রপি সূচকের পরিবর্তন এই ক্ষেত্রে পরিলক্ষিত হয় না বা খুব ধীরে ধীরে এগিয়ে যায়। এমন অনেক লেখক আছেন যারা শুধুমাত্র বিপরীত প্রক্রিয়ায় অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া চিনতে পারেন।
আদিব্যাটিক ঘটনা আকারে একটি আদর্শ ধরনের গ্যাসের থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া পয়সন সমীকরণকে বর্ণনা করে।
Isochoric সিস্টেম
আইসোকোরিক মেকানিজম একটি ধ্রুবক আয়তনের উপর ভিত্তি করে একটি থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া। এটি গ্যাস বা তরলগুলিতে লক্ষ্য করা যায় যা একটি ধ্রুবক ভলিউম সহ একটি পাত্রে পর্যাপ্ত পরিমাণে উত্তপ্ত করা হয়েছে৷
আইসোকোরিক আকারে একটি আদর্শ গ্যাসের থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া, অণুগুলিকে অনুমতি দেয়তাপমাত্রার সাথে অনুপাত বজায় রাখুন। এটি চার্লসের আইনের কারণে। প্রকৃত গ্যাসের জন্য, বিজ্ঞানের এই মতবাদ প্রযোজ্য নয়।
আইসোবার সিস্টেম
আইসোবারিক সিস্টেমকে একটি থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া হিসাবে উপস্থাপন করা হয় যা বাইরে একটি ধ্রুবক চাপের উপস্থিতিতে ঘটে। আইপি প্রবাহ যথেষ্ট ধীর গতিতে, সিস্টেমের মধ্যে চাপকে ধ্রুবক এবং বাহ্যিক চাপের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হিসাবে বিবেচনা করার অনুমতি দিয়ে, বিপরীতমুখী হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। এছাড়াও, এই ধরনের ঘটনাগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে যেখানে উপরে উল্লিখিত প্রক্রিয়ার পরিবর্তন কম হারে এগিয়ে যায়, যা চাপের ধ্রুবক বিবেচনা করা সম্ভব করে তোলে।
I.p পারফর্ম করুন তাপ dQ এ সরবরাহ করা (বা সরানো) সিস্টেমে সম্ভব। এটি করার জন্য, কাজটি প্রসারিত করতে হবে Pdv এবং অভ্যন্তরীণ প্রকারের শক্তি পরিবর্তন করতে হবে dU, T.
e.dQ,=Pdv+dU=TdS
এনট্রপি স্তরের পরিবর্তন – dS, T – তাপমাত্রার পরম মান।
আইসোবারিক সিস্টেমে আদর্শ গ্যাসের থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলি তাপমাত্রার সাথে আয়তনের সমানুপাতিকতা নির্ধারণ করে। প্রকৃত গ্যাসগুলি গড় শক্তিতে পরিবর্তন আনতে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তাপ ব্যবহার করবে। এই ধরনের ঘটনার কাজ বাহ্যিক চাপ এবং আয়তনের পরিবর্তনের গুণফলের সমান।
আইসোথার্মাল ঘটনা
একটি প্রধান থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া হল এর আইসোথার্মাল ফর্ম। এটি একটি ধ্রুবক তাপমাত্রা সহ শারীরিক সিস্টেমে ঘটে৷
এই ঘটনাটি উপলব্ধি করতেসিস্টেম, একটি নিয়ম হিসাবে, একটি বিশাল তাপ পরিবাহিতা সহ একটি থার্মোস্ট্যাটে স্থানান্তরিত হয়। তাপের পারস্পরিক বিনিময় প্রক্রিয়ার হারকে অতিক্রম করার জন্য পর্যাপ্ত হারে এগিয়ে যায়। সিস্টেমের তাপমাত্রার স্তর তাপস্থাপক রিডিং থেকে প্রায় আলাদা করা যায় না।
থার্মোমিটার ব্যবহার করে তাপমাত্রার স্থায়িত্ব নিয়ন্ত্রণ করে তাপ সিঙ্ক এবং (বা) উত্স ব্যবহার করে একটি আইসোথার্মাল প্রকৃতির প্রক্রিয়া চালানোও সম্ভব। এই ঘটনার সবচেয়ে সাধারণ উদাহরণগুলির মধ্যে একটি হল ধ্রুবক চাপে তরল ফুটানো৷
আইজেনট্রপিক ঘটনা
অস্থির এনট্রপির শর্তে তাপ প্রক্রিয়ার আইসেন্ট্রপিক ফর্ম এগিয়ে যায়। বিপরীত প্রক্রিয়ার জন্য ক্লসিয়াস সমীকরণ ব্যবহার করে তাপীয় প্রকৃতির প্রক্রিয়াগুলি পাওয়া যেতে পারে৷
শুধুমাত্র বিপরীতমুখী অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়াগুলিকে আইসেন্ট্রপিক বলা যেতে পারে। ক্লসিয়াস অসমতা বলে যে অপরিবর্তনীয় প্রকারের তাপীয় ঘটনা এখানে অন্তর্ভুক্ত করা যাবে না। যাইহোক, এনট্রপির স্থায়িত্ব একটি অপরিবর্তনীয় তাপীয় ঘটনাতেও লক্ষ্য করা যেতে পারে, যদি এনট্রপির উপর তাপগতি প্রক্রিয়ায় কাজটি এমনভাবে করা হয় যে এটি অবিলম্বে অপসারণ করা হয়। থার্মোডাইনামিক ডায়াগ্রামের দিকে তাকালে, আইসেন্ট্রপিক প্রক্রিয়াগুলিকে প্রতিনিধিত্বকারী রেখাগুলিকে অ্যাডিয়াব্যাট বা আইসেন্ট্রোপস হিসাবে উল্লেখ করা যেতে পারে। প্রায়শই তারা প্রথম নামটি অবলম্বন করে, যা একটি অপরিবর্তনীয় প্রকৃতির প্রক্রিয়াটিকে চিহ্নিত করে চিত্রের লাইনগুলিকে সঠিকভাবে চিত্রিত করতে অক্ষমতার কারণে ঘটে। আইসেন্ট্রপিক প্রক্রিয়াগুলির ব্যাখ্যা এবং আরও শোষণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।মান, কারণ এটি প্রায়শই লক্ষ্য অর্জনে ব্যবহৃত হয়, ব্যবহারিক এবং তাত্ত্বিক জ্ঞান।
Isenthalpy ধরনের প্রক্রিয়া
আইজেনথালপি প্রক্রিয়া একটি তাপীয় ঘটনা যা ধ্রুবক এনথালপির উপস্থিতিতে পরিলক্ষিত হয়। এর সূচকের গণনা সূত্রের সাহায্যে করা হয়: dH=dU + d(pV)।
এনথালপি হল একটি প্যারামিটার যা এমন একটি সিস্টেমকে চিহ্নিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে সিস্টেমের বিপরীত অবস্থায় ফিরে আসার পরে পরিবর্তনগুলি পরিলক্ষিত হয় না এবং সেই অনুযায়ী, শূন্যের সমান৷
তাপ স্থানান্তরের আইসেনথালপি ঘটনাটি, উদাহরণস্বরূপ, গ্যাসের তাপগতি প্রক্রিয়ায় নিজেকে প্রকাশ করতে পারে। যখন অণু, উদাহরণস্বরূপ, ইথেন বা বিউটেন, একটি ছিদ্রযুক্ত কাঠামোর সাথে একটি পার্টিশনের মাধ্যমে "চেপে" যায় এবং গ্যাস এবং চারপাশে তাপের মধ্যে তাপ বিনিময় পরিলক্ষিত হয় না। অতি-নিম্ন তাপমাত্রা প্রাপ্তির প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত জুল-থমসন প্রভাবে এটি লক্ষ্য করা যায়। আইসেনথালপি প্রক্রিয়াগুলি মূল্যবান কারণ তারা শক্তির অপচয় না করে পরিবেশের মধ্যে তাপমাত্রা হ্রাস করা সম্ভব করে তোলে৷
পলিট্রপিক ফর্ম
পলিট্রপিক প্রক্রিয়ার একটি বৈশিষ্ট্য হল সিস্টেমের ভৌত পরামিতি পরিবর্তন করার ক্ষমতা, কিন্তু তাপ ক্ষমতা সূচক (C) স্থির রেখে দেয়। যে ডায়াগ্রামগুলি এই আকারে থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলি প্রদর্শন করে তাকে পলিট্রপিক বলা হয়। প্রত্যাবর্তনশীলতার সহজ উদাহরণগুলির মধ্যে একটি আদর্শ গ্যাসে প্রতিফলিত হয় এবং সমীকরণ ব্যবহার করে নির্ধারিত হয়: pV =const। P - চাপ সূচক, V - গ্যাসের আয়তনের মান।
প্রক্রিয়া রিং
থার্মোডাইনামিক সিস্টেম এবং প্রক্রিয়াগুলি চক্র গঠন করতে পারে যার একটি বৃত্তাকার আকৃতি রয়েছে। তাদের সর্বদা প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত পরামিতিগুলিতে অভিন্ন সূচক থাকে যা শরীরের অবস্থা মূল্যায়ন করে। এই ধরনের গুণগত বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে নিরীক্ষণের চাপ, এনট্রপি, তাপমাত্রা এবং আয়তন।
থার্মোডাইনামিক চক্রটি বাস্তব তাপ প্রক্রিয়ায় ঘটে এমন একটি প্রক্রিয়ার মডেলের অভিব্যক্তিতে নিজেকে খুঁজে পায় যা তাপকে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত করে।
ওয়ার্কিং বডি এই ধরনের প্রতিটি মেশিনের উপাদানের অংশ।
একটি বিপরীতমুখী থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া একটি চক্র হিসাবে উপস্থাপন করা হয়, যার সামনে এবং পিছনে উভয় পথ রয়েছে। এর অবস্থান একটি বদ্ধ ব্যবস্থায় রয়েছে। সিস্টেম এনট্রপির মোট সহগ প্রতিটি চক্রের পুনরাবৃত্তির সাথে পরিবর্তিত হয় না। একটি প্রক্রিয়ার জন্য যেখানে তাপ স্থানান্তর শুধুমাত্র একটি হিটিং বা হিমায়ন যন্ত্র এবং একটি কার্যকরী তরলের মধ্যে ঘটে, শুধুমাত্র কার্নোট চক্রের সাথে বিপরীততা সম্ভব৷
অন্যান্য কয়েকটি চক্রীয় ঘটনা রয়েছে যেগুলি শুধুমাত্র তখনই বিপরীত হতে পারে যখন তাপের একটি অতিরিক্ত আধারের প্রবর্তন হয়। এই ধরনের উৎসগুলোকে বলা হয় পুনর্জন্মকারী।
থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াগুলির একটি বিশ্লেষণ যার সময় পুনরুত্থান ঘটে তা আমাদের দেখায় যে তারা সকলেই রয়টলিঙ্গার চক্রে সাধারণ। এটি বেশ কয়েকটি গণনা এবং পরীক্ষা দ্বারা প্রমাণিত হয়েছে যে বিপরীত চক্রের দক্ষতার সর্বোচ্চ ডিগ্রি রয়েছে৷
