একটি আদর্শ গ্যাসের জন্য আইসোবারিক, আইসোকোরিক, আইসোথার্মাল এবং এডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 05:18

পদার্থবিদ্যার সংজ্ঞার জ্ঞান বিভিন্ন শারীরিক সমস্যা সফলভাবে সমাধানের জন্য একটি মূল বিষয়। প্রবন্ধে, আমরা বিবেচনা করব একটি আদর্শ গ্যাস ব্যবস্থার জন্য আইসোবারিক, আইসোকোরিক, আইসোথার্মাল এবং এডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া বলতে কী বোঝায়৷

আদর্শ গ্যাস এবং এর সমীকরণ

আইসোবারিক, আইসোকোরিক এবং আইসোথার্মাল প্রক্রিয়াগুলির বর্ণনায় এগিয়ে যাওয়ার আগে, আসুন একটি আদর্শ গ্যাস কী তা বিবেচনা করা যাক। পদার্থবিজ্ঞানের এই সংজ্ঞার অধীনে তারা বিপুল সংখ্যক মাত্রাবিহীন এবং অ-ইন্টারেক্টিং কণার সমন্বয়ে গঠিত একটি সিস্টেমকে বিবেচনা করে যা উচ্চ গতিতে সমস্ত দিকে চলে। প্রকৃতপক্ষে, আমরা পদার্থের একটি বায়বীয় সামগ্রিক অবস্থার কথা বলছি, যেখানে পরমাণু এবং অণুর মধ্যে দূরত্ব তাদের আকারের চেয়ে অনেক বেশি এবং যেখানে গতিশক্তির তুলনায় কণার মিথস্ক্রিয়া সম্ভাব্য শক্তি তার ক্ষুদ্রতার কারণে উপেক্ষিত হয়।

একটি আদর্শ গ্যাসের অবস্থা হল এর থার্মোডাইনামিক প্যারামিটারের সামগ্রিকতা। প্রধানগুলি হল তাপমাত্রা, আয়তন এবং চাপ। আসুন তাদের যথাক্রমে T, V এবং P অক্ষর দ্বারা চিহ্নিত করি। XIX শতাব্দীর 30 এর দশকেClapeyron (একজন ফরাসি বিজ্ঞানী) প্রথমে একটি সমীকরণ লিখেছিলেন যা একটি একক সমতার মধ্যে নির্দেশিত থার্মোডাইনামিক পরামিতিগুলিকে একত্রিত করে। দেখে মনে হচ্ছে:

PV=nRT,

যেখানে n এবং R যথাক্রমে পদার্থের পরিমাণ এবং গ্যাসের ধ্রুবক।

গ্যাসের আইসোপ্রসেস কি?

যেমন অনেকেই লক্ষ্য করেছেন, আইসোবারিক, আইসোকোরিক এবং আইসোথার্মাল প্রসেস তাদের নামের সাথে একই "iso" উপসর্গ ব্যবহার করে। এর অর্থ পুরো প্রক্রিয়াটি পাস করার সময় একটি থার্মোডাইনামিক প্যারামিটারের সমতা, বাকি প্যারামিটারগুলি পরিবর্তন করার সময়। উদাহরণস্বরূপ, একটি আইসোথার্মাল প্রক্রিয়া নির্দেশ করে যে, ফলস্বরূপ, সিস্টেমের পরম তাপমাত্রা ধ্রুবক বজায় থাকে, যখন একটি আইসোকোরিক প্রক্রিয়া একটি ধ্রুবক আয়তন নির্দেশ করে।

Isoprocesses অধ্যয়ন করার জন্য সুবিধাজনক, যেহেতু থার্মোডাইনামিক পরামিতিগুলির একটি ঠিক করা গ্যাসের অবস্থার সাধারণ সমীকরণের সরলীকরণের দিকে নিয়ে যায়। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে এই সমস্ত আইসোপ্রসেসের জন্য গ্যাসের আইন পরীক্ষামূলকভাবে আবিষ্কৃত হয়েছিল। তাদের বিশ্লেষণ ক্ল্যাপেইরনকে হ্রাসকৃত সর্বজনীন সমীকরণ পেতে অনুমতি দেয়।

আইসোবারিক, আইসোকোরিক এবং আইসোথার্মাল প্রক্রিয়া

একটি আদর্শ গ্যাসে একটি আইসোথার্মাল প্রক্রিয়ার জন্য প্রথম আইনটি আবিষ্কৃত হয়েছিল। এখন একে বয়েল-মেরিওট আইন বলা হয়। যেহেতু T পরিবর্তন হয় না, তাই রাষ্ট্রের সমীকরণটি সমতাকে বোঝায়:

PV=const.

অন্য কথায়, গ্যাসের তাপমাত্রা ধ্রুবক বজায় থাকলে সিস্টেমে চাপের যেকোনো পরিবর্তন এর আয়তনে একটি বিপরীত আনুপাতিক পরিবর্তন ঘটায়। P(V) ফাংশনের গ্রাফ হলহাইপারবোল।

আইসোবারিক প্রক্রিয়া - এটি সিস্টেমের অবস্থার একটি পরিবর্তন, যেখানে চাপ স্থির থাকে। Clapeyron সমীকরণে P-এর মান স্থির করার পরে, আমরা নিম্নলিখিত আইনটি পাই:

V/T=const.

এই সমতা ফরাসি পদার্থবিদ জ্যাক চার্লসের নাম বহন করে, যিনি এটি 18 শতকের শেষের দিকে পেয়েছিলেন। আইসোবার (V(T) ফাংশনের গ্রাফিক উপস্থাপনা) একটি সরল রেখার মতো দেখায়। সিস্টেমে যত বেশি চাপ, এই লাইনটি তত দ্রুত বাড়বে।

পিস্টনের নীচে গ্যাস উত্তপ্ত হলে আইসোবারিক প্রক্রিয়াটি কার্যকর করা সহজ। পরের অণুগুলি তাদের গতি বৃদ্ধি করে (গতিশক্তি), পিস্টনের উপর একটি উচ্চ চাপ তৈরি করে, যা গ্যাসের প্রসারণের দিকে পরিচালিত করে এবং P.

এর একটি ধ্রুবক মান বজায় রাখে

অবশেষে, তৃতীয় আইসোপ্রসেসটি আইসোকোরিক। এটি একটি ধ্রুবক ভলিউম সঙ্গে সঞ্চালিত হয়. রাষ্ট্রের সমীকরণ থেকে আমরা সংশ্লিষ্ট সমতা পাই:

P/T=const.

এটি পদার্থবিদদের কাছে গে-লুসাকের সূত্র নামে পরিচিত। চাপ এবং পরম তাপমাত্রার মধ্যে সরাসরি আনুপাতিকতা নির্দেশ করে যে আইসোকোরিক প্রক্রিয়ার গ্রাফ, আইসোবারিকের গ্রাফের মতো, একটি ধনাত্মক ঢাল সহ একটি সরল রেখা৷

এটা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ যে সমস্ত আইসোপ্রসেস বন্ধ সিস্টেমে ঘটে, অর্থাৎ n-এর মান তাদের কোর্স চলাকালীন সংরক্ষিত থাকে।

Adiabatic প্রক্রিয়া

এই প্রক্রিয়াটি "iso" বিভাগের অন্তর্গত নয়, যেহেতু তিনটি থার্মোডাইনামিক প্যারামিটারই এর উত্তরণের সময় পরিবর্তিত হয়। adiabaticসিস্টেমের দুটি অবস্থার মধ্যে রূপান্তর বলা হয়, যেখানে এটি পরিবেশের সাথে তাপ বিনিময় করে না। এইভাবে, সিস্টেমের সম্প্রসারণ তার অভ্যন্তরীণ শক্তির রিজার্ভের কারণে সঞ্চালিত হয়, যা এটিতে চাপ এবং পরম তাপমাত্রার উল্লেখযোগ্য হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে।

পয়সনের সমীকরণ দ্বারা একটি আদর্শ গ্যাসের জন্য অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া বর্ণনা করা হয়েছে। তাদের মধ্যে একটি নীচে দেখানো হয়েছে:

PV^γ=কন্সট,

যেখানে γ হল ধ্রুব চাপ এবং স্থির আয়তনে তাপ ক্ষমতার অনুপাত।

আডিয়াব্যাটিক গ্রাফটি আইসোকোরিক প্রক্রিয়া গ্রাফ এবং আইসোবারিক গ্রাফ থেকে পৃথক, তবে এটি একটি হাইপারবোলার (আইসোথার্ম) অনুরূপ। P-V অক্ষের অডিবাট আইসোথার্মের চেয়ে বেশি তীক্ষ্ণভাবে আচরণ করে।