اس اصطلاح کا استعمال طبعیات کے قوانین کے تحت کئے جانے والے مطالعے اور تجربات کے سلسلے کو گھیرنے کے لئے کیا جاتا ہے ، جو زمینی عناصر کے توازن کا تفصیل سے تجزیہ کرتے ہیں ، اسی طرح گرمی اور توانائی کس طرح سیارے اور زندگی کو متاثر کرتی ہے اس کو بنانے والے مواد اس سے ، مختلف مشینیں بنانا ممکن ہوا ہے جو صنعتی عمل میں مددگار ہیں۔ یہ لفظ یونانی الفاظ θερμο اور δύναμις سے آیا ہے ، جس کا مطلب ہے "تھرمو" اور "حرارت"۔
تھرموڈینامکس کیا ہے؟
فہرست کا خانہ
ترمودی نیامکس کی تعریف اشارہ کرتی ہے کہ یہ وہ سائنس ہے جو خاص طور پر ان قوانین کے ساتھ معاملات کرتی ہے جو حرارتی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرنے اور اس کے برعکس کام کرتا ہے۔ یہ تین بنیادی اصولوں پر مبنی ہے اور اس کے واضح فلسفیانہ مضمرات ہیں اور ان تصورات کی تشکیل کی بھی اجازت دیتا ہے جو طبیعیات میں سب سے دور رس ہیں۔
اس کے اندر ، مطلوبہ اشیاء کی تفتیش اور تعریف کے مختلف طریقے استعمال کیے جاتے ہیں ، جیسے وسیع اور غیر وسیع پیمانے پر۔ وسیع ایک داخلی توانائی ، داڑھ کی ساخت یا حجم اور دوسرا ، اس کے حصے کے لئے دباؤ کا مطالعہ کرتا ہے۔ درجہ حرارت اور کیمیائی صلاحیت؛ اس کے باوجود ، دوسرے تجزیے درست تجزیے کے لئے استعمال کیے جاتے ہیں۔
تھرموڈینامکس کیا مطالعہ کرتا ہے
تھرموڈینامکس سسٹم اور مکینیکل اور کیمیائی مظاہر کے مابین تھرمل انرجی کے تبادلے کا مطالعہ کرتا ہے جو اس طرح کے تبادلے کا مطلب ہے ۔ ایک خاص انداز میں ، وہ اس مظاہر کا مطالعہ کرنے کے انچارج ہے جس میں مکینیکل توانائی کو تھرمل انرجی میں تبدیل کیا جاتا ہے یا اس کے برعکس ، مظاہر جنھیں تھرموڈینیامک ٹرانسفارمیشن کہا جاتا ہے۔
یہ ایک غیر معمولی سائنس سمجھا جاتا ہے ، کیونکہ اس میں اشیاء اور دوسروں کے میکروسکوپک مطالعات پر توجہ دی جاتی ہے۔ اسی طرح ، یہ دوسرے علوم کا استعمال کرتے ہوئے ان مظاہر کی وضاحت کرنے کے قابل ہوتا ہے جو اس کے تجزیہ کی اشیاء ، جیسے شماریاتی میکانکس میں شناخت کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ تھرموڈینامک نظام کچھ مساوات استعمال کرتے ہیں جو ان کی خصوصیات کو ملانے میں مدد کرتے ہیں۔
اس کے بنیادی اصولوں میں سے ایک ایسی توانائی بھی پایا جاسکتا ہے ، جو گرمی کے ذریعے ایک جسم سے دوسرے جسم میں منتقل ہوسکتا ہے۔ اس کا اطلاق انجینئرنگ جیسے مطالعے کے بہت سارے شعبوں ، نیز انجنوں کی نشوونما کے ساتھ ، مرحلے میں ہونے والی تبدیلیوں ، کیمیائی رد عمل اور بلیک ہولز کا مطالعہ کرنے میں ہوتا ہے ۔
تھرموڈینیامک نظام کیا ہے؟
ایک تھرموڈینامک نظام کو جسم ، یا جسم کا مجموعہ کہا جاتا ہے ، جس پر تھرموڈینیٹک تبدیلی واقع ہوتی ہے ۔ کسی نظام کا مطالعہ ریاست سے شروع ہوتا ہے ، یعنی ایک مخصوص لمحے میں اس کی جسمانی حالت سے ہوتا ہے۔ خوردبین سطح پر ، کہا گیا ہے کہ ریاست کو رابطہ کاروں یا تھرمل متغیرات ، جیسے بڑے پیمانے پر ، دباؤ ، درجہ حرارت ، وغیرہ کے ذریعہ بیان کیا جاسکتا ہے ، جو بالکل پیمائش کے قابل ہیں ، لیکن خرد کی سطح پر ، یہ جزء (انو ، جوہری) جو تشکیل پاتے ہیں۔ سسٹم اور ان ذرات کے مقامات اور رفتار کے سیٹ کی نشاندہی کرتا ہے جس پر آخر کار خوردبین خصوصیات کا انحصار ہوتا ہے۔
اس کے علاوہ ، تھرموڈینیٹک نظام خلا کا ایک ایسا خطہ ہے جو اس مطالعے سے مشروط ہوتا ہے جس پر عمل کیا جارہا ہے اور یہ اس سطح تک محدود ہے جو حقیقی یا خیالی ہوسکتی ہے۔ اس نظام سے باہر کا خطہ جو اس کے ساتھ تعامل کرتا ہے اسے نظام ماحول کہا جاتا ہے۔ تھرموڈینامک نظام مادہ اور توانائی کے تبادلے کے ذریعہ اپنے ماحول سے باہمی تعامل کرتا ہے۔
اس سطح کو جو سسٹم کو اپنے باقی سیاق و سباق سے الگ کرتا ہے اسے دیوار کہا جاتا ہے ، اور اس کی خصوصیات کے مطابق انہیں تین اقسام میں درجہ بند کیا گیا ہے۔
اوپن تھرموڈینیٹک سسٹم
یہ توانائی اور مادے کے مابین تبادلہ ہوتا ہے۔
بند تھرموڈینامک نظام
اس سے مادے کا تبادلہ نہیں ہوتا ، بلکہ یہ تبادلہ توانائی کرتا ہے۔
الگ تھرموڈینامک نظام
اس سے مادے یا توانائی کا تبادلہ نہیں ہوتا ہے۔
ترمودی نیامکس کے اصول
تھرموڈینامکس میں کچھ بنیادی باتیں ہوتی ہیں جو بنیادی جسمانی مقدار کا تعین کرتی ہیں جو تھرموڈینامک نظام کی نمائندگی کرتی ہیں۔ یہ اصول کچھ شرائط کے تحت ان کا برتاؤ کی طرح کی وضاحت کرتے ہیں اور بعض مظاہر کے خروج کو روکتے ہیں۔
ایک جسم حرارت کے توازن میں ہوتا ہے جب یہ گرمی کا احساس ہوتا ہے اور خارج ہوجاتا ہے برابر ہے ۔ اس صورت میں اس کے تمام مقامات کا درجہ حرارت ہے اور مستقل ہے۔ حرارتی توازن کا ایک متضاد معاملہ ایک ایسا لوہا ہے جو سورج کے سامنے ہے۔
اس جسم کا درجہ حرارت ، ایک بار توازن کو پہنچ جانے کے بعد ، ماحول کے مقابلے میں زیادہ رہتا ہے کیونکہ شمسی توانائی کی مستقل شراکت کا معاوضہ اس کے ذریعہ دیا جاتا ہے جس سے جسم پھیل جاتا ہے اور اسے اپنے کھچاؤ اور کھو جانے سے کھو دیتا ہے۔
جب تھرمل توازن تک پہنچنے کے بعد رابطہ میں دو لاشیں ایک ہی درجہ حرارت پر ہوتی ہیں تو تھرموڈینامکس کا صفر اصول یا تھرموڈینامکس کا صفر قانون موجود ہوتا ہے۔ یہ آسانی سے سمجھا جاتا ہے کہ سرد ترین جسم گرما جاتا ہے اور گرم ترین ٹھنڈا ہوجاتا ہے ، اور اس طرح ان کے مابین خالص گرمی کا بہاو کم ہوتا جاتا ہے کیونکہ ان کے درجہ حرارت میں فرق کم ہوتا ہے۔
"> لوڈ ہو رہا ہے…تھرموڈینامکس کا پہلا قانون
تھرموڈینامکس کا پہلا اصول توانائی کے تحفظ کا اصول (مناسب طور پر اور مادے کی توانائی کے تعلق کے نظریہ کے مطابق) ہے جس کے مطابق یہ نہ تو تخلیق کیا جاتا ہے اور نہ ہی برباد ہوتا ہے ، حالانکہ اسے ایک خاص طریقے سے تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ کسی اور کو.
توانائی کے اصول کو عام کرنا ہمیں اس بات کی تصدیق کرنے کی اجازت دیتا ہے کہ کسی سسٹم کی داخلی قوت میں تغیر پانے اور منتقل کیے جانے والے کام کا مجموعہ ہے ، یہ ایک منطقی بیان ہے جب سے یہ قائم کیا گیا ہے کہ کام اور حرارت توانائی کی منتقلی کے طریقے ہیں اور یہ ایسا نہیں ہے۔ تخلیق کریں یا تباہ کریں۔
کسی نظام کی داخلی توانائی کو مختلف توانائیوں اور اس کے مرتب کرنے والے تمام ذرات کے مجموعہ کے طور پر سمجھا جاتا ہے ، جیسے: ترجمے کی حرکیاتی توانائی ، گردش اور کمپن ، پابند ہونے کی توانائی ، ہم آہنگی وغیرہ۔
پہلے اصول کو بعض اوقات پہلی قسم کے مستقل موبائل کے وجود کی ناممکنیت کے طور پر بیان کیا گیا ہے ، یعنی ، توانائی کے استعمال کیے بغیر کام کرنے کا امکان کسی بھی طرح سے جس میں وہ خود ظاہر ہوتا ہے۔
تھرموڈینامکس کا دوسرا اصول
یہ دوسرا اصول جسمانی واقعات ، خصوصا گرمی کی منتقلی کے وقت ناقابل واپسی سے متعلق ہے ۔
تجرباتی حقائق کی ایک بڑی تعداد یہ ظاہر کرتی ہے کہ قدرتی طور پر رونما ہونے والی تبدیلیوں کا ایک خاص معنی ہوتا ہے ، بغیر مشاہدہ کیے ، کہ یہ بے ساختہ سمت میں چلایا جاتا ہے۔
تھرموڈینامکس کا دوسرا اصول یہ ہے کہ تجربہ اس احساس کے بارے میں کیا تعلیم دیتا ہے جس میں خود بخود تبدیلیاں رونما ہوتی ہیں۔ یہ متعدد فارمولیشنوں کی حمایت کرتا ہے جو دراصل مساوی ہیں۔ برطانوی ماہر طبیعیات اور ریاضی دان لارڈ کیلون نے 1851 میں ان شرائط میں یہ بیان کیا کہ "اس تبدیلی کو انجام دینا ناممکن ہے جس کا واحد نتیجہ یکساں درجہ حرارت کے ایک ہی ذریعہ سے نکالی گئی حرارت کے کام میں تبدیلی ہے"۔
طبیعیات میں تھرموڈینامکس کا یہ سب سے اہم قانون ہے۔ اگرچہ ان کو متعدد طریقوں سے مرتب کیا جاسکتا ہے ، وہ سبھی ناقابل واپسی کے تصور اور انٹروپی کے تصور کی وضاحت کا باعث بنتے ہیں۔ جرمنی کے ماہر طبیعیات اور ریاضی دان ، روڈولف کلوسیوس نے ایک عدم مساوات قائم کی جس کا تعلق حرارت کے منبع کی من مانی تعداد کے درجہ حرارت اور ان کے ذریعہ حاصل کی جانے والی حرارت کی مقدار کے درمیان ہوتا ہے ، جب کوئی ماد aہ کسی چکرمک عمل سے گزرتا ہے تو ، بدلے جانے یا ناقابل واپسی ، گرمی کا تبادلہ کرتے ہوئے ذرائع
ایک ہائیڈرو الیکٹرک پاور پلانٹ میں ، برقی توانائی گندے پانی کی ممکنہ توانائی سے پیدا ہوتی ہے۔ جب پائپوں کے ذریعے پانی اترتا ہے تو یہ طاقت متحرک توانائی میں تبدیل ہوجاتی ہے اور اس متحرک توانائی کا ایک چھوٹا سا حصہ ٹربائن کی گردش حرکیاتی قوت میں تبدیل ہوجاتا ہے ، جس کا محور کسی باری باری کے اشارے کے محور کے ساتھ لازمی ہوتا ہے جو قوت پیدا کرتا ہے برقی
تھرموڈینامکس کا پہلا اصول ہمیں یہ یقینی بنانے کی اجازت دیتا ہے کہ توانائی کی ایک شکل سے دوسری شکل میں ہونے والی تبدیلیوں میں ابتدائی طاقت میں نہ تو کوئی اضافہ ہوا ہے اور نہ ہی کوئی کمی واقع ہوئی ہے ، دوسرا اصول ہمیں بتاتا ہے کہ اس توانائی کا کچھ حصہ گرمی کی شکل میں نکالا جائے گا۔
تھرموڈینامکس کا تیسرا اصول
تیسرا قانون 1906-1912 کے سالوں کے دوران کیمسٹ ماہر والتھر نرنسٹ نے تیار کیا تھا ، یہی وجہ ہے کہ اسے اکثر نارسٹ کا نظریہ یا نرنسٹ کی عہد سازی کہا جاتا ہے۔ تھرموڈینامکس کے اس تیسرے اصول میں کہا گیا ہے کہ مطلق صفر نظام کا اندراج ایک مستقل مستقل مزاج ہے ۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اس کی زمینی حالت میں درجہ حرارت صفر ہے ، لہذا اس کی انٹراپی زمینی حالت کے انحطاط سے طے ہوتی ہے۔ 1912 میں ، نرنسٹ نے اس طرح قانون قائم کیا: "کسی بھی طریقہ کار کے ذریعہ کسی حد تک محدود مرحلوں میں ایسودھرم T = 0 تک پہنچنا ناممکن ہے"۔
تھرموڈینیٹک عمل
تھرموڈینامکس کے تصور میں ، عملیں وہ تبدیلیاں ہوتی ہیں جو کسی نظام میں پائی جاتی ہیں اور وہ اسے ابتدائی حالت میں توازن کی حالت سے آخری توازن کی حالت میں لے جاتی ہیں۔ ان کو متغیر کے مطابق درجہ بندی کیا گیا ہے جو پورے عمل میں مستقل رکھا گیا ہے۔
پگھلنے والی برف سے ایک عمل اس وقت تک ہوسکتا ہے جب تک کہ اندرونی دہن کے انجن میں پسٹنوں کی نقل و حرکت انجام دینے کیلئے ہوا کے ایندھن کے مرکب کی اگنیشن تک نہ ہو ۔
درجہ حرارت ، حجم ، اور دباؤ میں تین شرائط ہیں جو ایک تھرموڈینیٹک نظام میں مختلف ہوسکتی ہیں۔ گیسوں میں تھرموڈینیٹک عمل کا مطالعہ کیا جاتا ہے ، چونکہ مائعات ناقابل تلافی ہوتی ہیں اور حجم میں تبدیلیاں نہیں ہوتی ہیں۔ نیز ، زیادہ درجہ حرارت کی وجہ سے ، مائعات گیسوں میں تبدیل ہوجاتی ہیں۔ ٹھوس میں ، تھرموڈینیٹک مطالعات نہیں کروائے جاتے ہیں کیونکہ وہ متاثر نہیں ہوتے ہیں اور ان پر کوئی میکانکی کام نہیں ہوتا ہے۔
تھرموڈینامک عمل کی اقسام
ان طریقوں کو درجہ حرارت ، دباؤ یا حجم میں سے کسی ایک کو مستقل رکھنے کے ل their ، ان کے نقطہ نظر کے مطابق درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ ، دیگر معیارات کا اطلاق ہوتا ہے ، جیسے توانائی کا تبادلہ اور اس کے تمام تغیرات میں ترمیم۔
اسودرمل عمل
اسودرمل عمل وہ سب ہیں جن میں نظام کا درجہ حرارت مستقل رہتا ہے ۔ یہ کام کرکے کیا جاتا ہے ، تاکہ وقت کے ساتھ ساتھ دوسرے متغیر (P اور V) تبدیل ہوجائیں۔
Isobaric عمل
آئیسوبیرک عمل ایک ہے جس میں دباؤ مستقل رہتا ہے ۔ درجہ حرارت اور حجم میں تغیر اس کی ترقی کی وضاحت کرے گا۔ درجہ حرارت میں تبدیلی آنے پر حجم آزادانہ طور پر تبدیل ہوسکتا ہے۔
Isochoric عمل
آئسچورک عمل میں حجم مستقل رہتا ہے ۔ یہ ان لوگوں کے طور پر بھی سمجھا جاسکتا ہے جن میں نظام کوئی کام پیدا نہیں کرتا ہے (W = 0)
بنیادی طور پر ، وہ جسمانی یا کیمیائی مظاہر ہیں جن کا مطالعہ کسی بھی کنٹینر کے اندر کیا جاتا ہے ، چاہے وہ لرز اٹھے یا نہ ہو۔
اڈیبیٹک عمل
اڈیبیٹک عمل وہ تھرموڈینیٹک عمل ہے جس میں نظام سے باہر یا مخالف سمت میں حرارت کا تبادلہ نہیں ہوتا ہے ۔ اس قسم کے عمل کی مثالیں وہ ہیں جو مشروبات کے لئے تھرماس میں لی جاسکتی ہیں۔
"> لوڈ ہو رہا ہے…ترمودی عمل کے عمل کی مثال
- آئسچورک عمل کی ایک مثال: گیس کا حجم مستقل رکھا جاتا ہے۔ جب کسی بھی قسم کے درجہ حرارت میں تبدیلی واقع ہوتی ہے تو ، اس کے ساتھ دباؤ میں تبدیلی بھی آتی ہے۔ جیسا کہ پریشر کوکر میں بھاپ کا معاملہ ہے ، یہ گرم ہونے کے ساتھ ہی اس کا دباؤ بڑھاتا ہے۔
- آئیسوڈرمل عمل کی مثال کے طور پر: گیس کا درجہ حرارت مستقل رکھا جاتا ہے۔ حجم میں اضافے کے ساتھ دباؤ کم ہوجاتا ہے ۔ مثال کے طور پر ، ویکیوم بنانے والی مشین میں ایک بیلون ویکیوم بننے کے ساتھ ہی اس کا حجم بڑھاتا ہے۔
- اڈیبیٹک عمل کے سلسلے میں: مثال کے طور پر ، بائیسکل کے ٹائر افراط زر پمپ میں پسٹن کی کمپریشن ، یا سرنج کے چھلانگ لگانے والے کی تیز رفتار ڈیکپریشن ، اس سے پہلے اس نے دکان کے سوراخ کو پلگ کرکے سکیڑ دیا تھا۔
