ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून: परिभाषा, अर्थ, इतिहास

तारीख:

2018-07-04 11:00:43

दर्शनों की संख्या:

350

रेटिंग:

1की तरह 0नापसंद

साझा करें:

ऊष्मप्रवैगिकी के रूप में एक स्वतंत्र भाग के भौतिक विज्ञान की पहली छमाही में दिखाई दिया । उन्नीसवीं सदी के हैं । आया मशीन युग है । औद्योगिक क्रांति की मांग का अध्ययन करने और समझने के लिए प्रक्रियाओं से संबंधित कामकाज के लिए की गर्मी इंजन है । भोर में मशीन की उम्र अन्वेषकों-एकल बर्दाश्त कर सकता है का उपयोग करने के लिए केवल अंतर्ज्ञान और "रैंडम". वहाँ थे कोई सार्वजनिक व्यवस्था पर खोजों और आविष्कारों, कोई भी कल्पना नहीं कर सकता कि वे उपयोगी हो सकता है । लेकिन जब गर्मी (और बाद में बिजली) मशीनों के लिए आधार बन गया है, उत्पादन की स्थिति बदल गई है. वैज्ञानिकों अंत में धीरे-धीरे निपटा के साथ पारिभाषिक भ्रम की स्थिति प्रबल है कि जब तक मध्य उन्नीसवीं सदी में, यह निर्धारित करने के क्या कहा जाता है कि, ऊर्जा, बल, कि आवेग.

क्या तत्वों ऊष्मा

चलो शुरू के साथ सामान्य ज्ञान है । शास्त्रीय ऊष्मा पर आधारित है, कई तत्वों (सिद्धांतों), क्रमिक शुरू के पाठ्यक्रम में उन्नीसवीं सदी. है कि, इन प्रावधानों को नहीं कर रहे हैं, साध्य के भीतर यह. वे तैयार थे के रूप में एक परिणाम के सामान्यीकरण के अनुभवजन्य डेटा.

पहली और ndash; इस आवेदन के लिए ऊर्जा के संरक्षण के कानून का वर्णन करने के लिए व्यवहार के macroscopic प्रणाली (एक बड़ी संख्या से मिलकर कणों की). संक्षेप में यह हो सकता है के रूप में तैयार: शेयर की आंतरिक ऊर्जा का एक अलग thermodynamic प्रणाली हमेशा निरंतर बनी हुई है.

का अर्थ ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून है यह निर्धारित करने के लिए जिस दिशा में प्रक्रियाओं घटित में इस तरह की प्रणाली.

तीसरे की शुरुआत की अनुमति देता है आप के लिए सही है का निर्धारण इस तरह के मूल्य के रूप में एन्ट्रापी. यह विचार करेंगे और अधिक विस्तार में.

अवधारणा के एन्ट्रापी

के निर्माण ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून प्रस्तावित किया गया था द्वारा 1850 में रुडोल्फ Clausius: “असंभव सहज हस्तांतरण से गर्मी के कम गर्म करने के लिए शरीर अधिक गरम किया जाता है एक”. इस Clausius पर बल दिया मेरिट के Sadi कार्नोट 1824 में, जो की स्थापना की है कि के अनुपात में है कि ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता काम गर्मी इंजन पर ही निर्भर करता है के तापमान के बीच अंतर के हीटर,,, और फ्रिज में ।

अधिक:

प्राकृतिक आदमी की जरूरतों: प्रकार के और तरीके को पूरा करने के लिए

प्राकृतिक आदमी की जरूरतों: प्रकार के और तरीके को पूरा करने के लिए

प्राकृतिक आदमी की जरूरतों कई हैं । के रूप में और सामाजिक. यह मानव स्वभाव है करने के लिए कभी भी जरूरत है. और जब वह लगता है के लिए एक तीव्र आवश्यकता में कुछ भी है, वह कोशिश करता है को संतुष्ट करने के लिए. हालांकि, क्रम में सब कुछ.अवधारणाइससे पहले कि मै...

नाम के महीने में यूक्रेनी भाषा

नाम के महीने में यूक्रेनी भाषा

नाम के महीने में यूक्रेनी और अलग अलग भाषाओं में स्पष्ट है अलग ढंग से. कई स्लाव भाषाओं में, वे समान हैं । चलो देखते हैं कि कैसे अलग-अलग नाम हैं, मौसम के अलग अलग देशों में.का नाम महीने में यूक्रेनीमें यूक्रेनी भाषा के नाम पर वर्ष के प्रत्येक महीने के ल...

निबंध के लिए

निबंध के लिए "बुद्धि से हाय": क्यों इस खेल के लिए प्रासंगिक आधुनिक समाज?

A. S. Griboyedov लिखा एक नाटक बन गया है, जो नींव के शास्त्रीय रूसी साहित्य । उस में, वह बहुत सही रूप में वर्णित सामाजिक बुराइयों निहित हैं कि आधुनिक समाज में. इसलिए, निबंध का उत्पाद है "बुद्धि से हाय" अनिवार्य है स्कूल के पाठ्यक्रम में.के बारे में सं...

रुडोल्फ Clausius

में आगे विस्तार के ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून Clausius अवधारणा का परिचय एन्ट्रापी - उपाय ऊर्जा की राशि है कि अचल के रूप में तब्दील एक फार्म के उपचार के लिए, काम करने के लिए. Clausius व्यक्त किया इस मूल्य सूत्र द्वारा dS = dQ/टी, जहां डी एस को निर्धारित करता है जो एन्ट्रापी परिवर्तन. यहाँ है:

DQ - परिवर्तन में गर्मी;

T – निरपेक्ष तापमान (जो एक में मापा जाता है Kelvins).

एक सरल उदाहरण है: स्पर्श के हुड के साथ अपनी कार के इंजन चल रहा है । यह स्पष्ट रूप से गर्म की तुलना में आसपास के वातावरण. लेकिन कार का इंजन नहीं बनाया गया है करने के लिए गर्मी के हुड या पानी रेडिएटर में है । परिवर्तित रासायनिक ऊर्जा पेट्रोल की गर्मी में और फिर यांत्रिक, वह उपयोगी कार्य कर रही है – घूमता है । लेकिन का एक बड़ा हिस्सा उत्पन्न गर्मी खो दिया है, के बाद से कोई उपयोगी काम करने के लिए उसे दूर से असंभव है, और मक्खियों कि बाहर निकास के लिए, वहाँ कोई रास्ता नहीं पेट्रोल नहीं है. थर्मल ऊर्जा खो दिया है, लेकिन गायब नहीं करता है, लेकिन छितराया हुआ है (dissipare). गर्म हुड, ज़ाहिर है, नीचे ठंडा है, और प्रत्येक चक्र के सिलेंडर इंजन में फिर से कहते हैं करने के लिए उनकी गर्मी. इस प्रकार प्रणाली जाता है तक पहुँचने के लिए thermodynamic संतुलन है ।

एन्ट्रापी

Clausius deduced एक सामान्य सिद्धांत के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून में फार्मूला डी एस &जीई; 0. भौतिक अर्थ में यह परिभाषित किया जा सकता है के रूप में "बढ़ती" एन्ट्रापी: में एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है, यह नहीं बदला है में अपरिवर्तनीय बढ़ जाती है.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी वास्तविक प्रक्रिया अपरिवर्तनीय हैं. शब्द "बढ़ रही है" को दर्शाता है तथ्य यह है कि विचार की घटनाएं भी शामिल सैद्धांतिक रूप से संभव आदर्श परिदृश्य है । यही है, की राशि उपलब्ध नहीं ऊर्जा में किसी भी सहज प्रक्रिया बढ़ जाती है.

तक पहुंचने की संभावना शून्य निरपेक्ष

मैक्स प्लैंक एक प्रमुख योगदान दिया है करने के लिए विकास की ऊष्मा है. इसके अलावा पर काम करने के लिए सांख्यिकीय व्याख्या का दूसरा सिद्धांत रूप में, उन्होंने सक्रिय भाग लिया में postulation के तीसरे कानून की ऊष्मा है. पहली सूत्रीकरण के अंतर्गत आता है वाल्टर Nernst और तिथियाँ वापस करने के लिए 1906. लहर समीकरण को ध्यान में रखते संतुलन प्रणाली के व्यवहार के तापमान पर प्रवृत्त निरपेक्ष शून्य करने के लिए. पहली और ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून की अनुमति नहीं करने के लिए बाहर आंकड़ा क्या होगा एन्ट्रापी में इन शर्तों.

मैक्स प्लैंक

टी में = 0 K ऊर्जा शून्य है, कण प्रणाली बंद हो जाएगा अराजक थर्मल गति और फार्म का एक आदेश संरचना, एक क्रिस्टल के साथ thermodynamic संभावना एक करने के लिए बराबर है । इसलिए, एन्ट्रापी भी शून्य हो जाता है (नीचे हम बाहर क्यों खोजने के लिए यह इतना है). वास्तविकता में, यह भी बनाता है यह एक छोटा सा पहले, जिसका मतलब है कि ठंडा करने की किसी भी thermodynamic प्रणाली, किसी भी शरीर के निरपेक्ष शून्य करने के लिए असंभव है । तापमान मनमाने ढंग से बंद करने के लिए है कि बिंदु है, लेकिन यह तक कभी नहीं.

Perpetuum मोबाइल: यह असंभव है, यहां तक कि अगर आप वास्तव में चाहते हैं

Clausius संक्षेप और तैयार की पहली और ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून इस प्रकार है: कुल ऊर्जा के किसी भी बंद प्रणाली हमेशा निरंतर बनी हुई है, और कुल एन्ट्रापी बढ़ जाती है समय के साथ.

इस के पहले भाग के बयान पर प्रतिबंध लगाता है, सतत गति मशीन की तरह है – एक डिवाइस काम करता है कि बिना आमद ऊर्जा के एक बाहरी स्रोत से. दूसराभाग मनाही एक सतत गति मशीन की दूसरी तरह का है । इस तरह की एक मशीन स्थानांतरण होगा ऊर्जा प्रणाली के बिना आपरेशन में एन्ट्रापी मुआवजे का उल्लंघन करने के बिना संरक्षण कानून है । यह संभव होगा को पंप करने के लिए गर्मी के बाहर संतुलन प्रणाली, उदाहरण के लिए, एक अंडा भून के लिए या डालने का कार्य के कारण स्टील ऊर्जा के थर्मल गति की पानी के अणुओं को ठंडा, यह एक ही समय में.

दूसरे और तीसरे ऊष्मप्रवैगिकी के कानून न करे सदा की गति मशीन के दूसरी तरह.

काश, प्रकृति कुछ भी नहीं है करने के लिए न केवल के लिए कुछ भी नहीं है, और अभी भी है, आयोग का भुगतान करने के लिए.

सतत गति

“गर्मी मृत्यु और rdquo;

वहाँ कुछ कर रहे हैं वैज्ञानिक अवधारणाओं है कि कारण है, तो बहुत मिश्रित भावनाओं है, न केवल आम जनता के बीच है, लेकिन वैज्ञानिकों के बीच खुद को, कितने गिर गया पर शेयर की एन्ट्रापी. भौतिकी, और सबसे पहले, Clausius, लगभग तुरंत extrapolated कानून के गैर-घटते के लिए पहले, पृथ्वी और फिर ब्रह्मांड (और क्यों नहीं, सब के बाद, यह भी संभव है पर विचार करने के लिए thermodynamic प्रणाली). अंत में, भौतिक मात्रा, एक महत्वपूर्ण तत्व गणना में कई तकनीकी अनुप्रयोगों, माना जाता था के अवतार के रूप में एक सार्वभौमिक बुराई को नष्ट करने, प्रकाश और दुनिया में अच्छा है.

वैज्ञानिकों के बीच वहाँ रहे हैं इस तरह की राय: के बाद से, के अनुसार दूसरे कानून की ऊष्मा, एन्ट्रापी अचल बढ़ जाती है, जितनी जल्दी या बाद में, सभी ऊर्जा का ब्रह्मांड है अपमानित करने के लिए बिखरे हुए रूप में, और आ जाएगा "गर्मी मृत्यु". क्या है जश्न मनाने के लिए? Clausius, उदाहरण के लिए, एक कुछ वर्षों में करने की हिम्मत नहीं प्रकाशित अपने निष्कर्षों. बेशक, परिकल्पना "गर्मी मृत्यु" तुरंत वजह से कई आपत्ति है । गंभीर संदेह के रूप में करने के लिए इसकी सत्यता है.

दानव-सॉर्टर

1867 में, जेम्स मैक्सवेल, के लेखकों में से एक आणविक-गतिज सिद्धांत गैसों, एक बहुत ही स्पष्ट में हालांकि (काल्पनिक) प्रयोग का प्रदर्शन किया स्पष्ट विरोधाभास के दूसरे कानून की ऊष्मा है. संक्षिप्त अनुभव किया जा सकता है के रूप में संक्षेप है ।

मान लीजिए कि आप एक कंटेनर से गैस. अणुओं में इसे ले जाने के लिए उथल-पुथल, उनके दर से थोड़ा भिन्न है, लेकिन औसत गतिज ऊर्जा है, एक ही पोत भर में. अब विभाजित पोत के साथ एक विभाजन में दो पृथक भागों में है । औसत गति में अणुओं के दोनों हिस्सों के पोत एक ही रहेगा. विभाजन द्वारा संरक्षित एक छोटे दानव की अनुमति देता है कि तेजी से, “” के अणुओं घुसना करने के लिए एक हिस्सा है, और एक धीमी “ठंड और rdquo; एक और है । एक परिणाम के रूप में, पहली छमाही में, गैस गर्मी होगी दूसरे – ठंडा हो जाएगा, कि है, के राज्य से thermodynamic संतुलन प्रणाली के लिए कदम होगा के अंतर थर्मल क्षमता का मतलब है, जो एक कमी के एन्ट्रापी.

मैक्सवेल के दानव

समस्या यह है कि प्रयोग में सिस्टम के लिए इस संक्रमण बनाने अनायास. यह प्राप्त करता है बाहर की ऊर्जा है, जो खोलता है और बंद कर देता है एक विभाजन या प्रणाली द्वारा आवश्यकता शामिल हैं एक दानव, पर अपनी ऊर्जा खर्च कर्तव्यों का द्वारपाल है । में वृद्धि के एन्ट्रापी दानव बहुतायत से कवर में कमी उसे गैस.

अनुशासनहीन अणुओं

एक गिलास पानी ले लो और मेज पर छोड़ दें. देखो ग्लास जरूरी नहीं है कि काफी कुछ समय के लिए वापस आने के लिए और जांच की स्थिति के बारे में पानी । हम देखेंगे कि इसकी मात्रा में कमी आई है. यदि आप छोड़ दो गिलास एक लंबे समय के लिए, यह आम तौर पर नहीं मिला पानी, के रूप में यह के सभी लुप्त हो जाना जाएगा. पर प्रक्रिया की शुरुआत के साथ, सभी पानी के अणुओं में स्थित थे के एक प्रतिबंधित कांच की दीवारों के क्षेत्र का स्थान है । पर प्रयोग के अंत में, वे कमरे भर में बिखरे हुए. मात्रा के अणुओं बहुत अधिक अवसरों को बदलने के लिए अपने स्थान को प्रभावित किए बिना राज्य की व्यवस्था की है । हम कोई रास्ता नहीं है उन्हें इकट्ठा करने के लिए soldered "टीम" और में वापस डाल दिया, कांच के स्वास्थ्य के साथ पीने के पानी के लाभ.

बिखरने अणुओं के पानी की भाप कमरे में अंतरिक्ष - उदाहरण vysokopetrovskogo स्थिति

इसका मतलब यह है कि सिस्टम विकसित करने की दिशा में एक राज्य के साथ उच्च एन्ट्रापी का क्रम है । के आधार पर दूसरे कानून की ऊष्मा, एन्ट्रापी, या प्रक्रिया के कणों के फैलाव के सिस्टम में (इस मामले में पानी के अणुओं) अपरिवर्तनीय हैं. ऐसा क्यों होता है?

Clausius था इस सवाल का जवाब नहीं है या किसी और से नहीं कर सकता है कि करने के लिए लुडविग बोल्ट्जमान.

मैक्रो और microsetae

1872 में, इस वैज्ञानिक की शुरुआत की वैज्ञानिक सांख्यिकीय व्याख्या के दूसरे कानून की ऊष्मा है. क्योंकि एक macroscopic प्रणाली, जिनके साथ यह ऊष्मा, स्थापित तत्वों की एक बड़ी संख्या जिसका व्यवहार के अधीन है सांख्यिकीय कानून.

वापसी के लिए पानी के अणुओं. बेतरतीब ढंग से कमरे में उड़ान, वे पर कब्जा कर सकते हैं अलग अलग स्थानों, है, कुछ में अंतर गति (अणुओं लगातार एक दूसरे के साथ टकराने और अन्य कणों के साथ हवा में). प्रत्येक राज्य की प्रणाली के अणुओं कहा जाता है एक microstate, और वहाँ रहे हैं विकल्प की एक बड़ी संख्या है । के कार्यान्वयन में विकल्प के विशाल बहुमत macrostate की प्रणाली में परिवर्तन नहीं होगा किसी भी तरह से है ।

कुछ भी नहीं मना किया है, लेकिन कुछ बहुत संभावना नहीं

प्रसिद्ध अनुपात S = k lnW सहयोगियों की एक संख्या संभव तरीके से व्यक्त कर सकते हैं कि एक निश्चित macrostate के एक thermodynamic प्रणाली (डब्ल्यू), अपने एन्ट्रापी एस के मूल्य डब्ल्यू बुलाया thermodynamic संभावना है. अंतिम के रूप में इस सूत्र ने मैक्स प्लैंक.K-कारक और ndash; एक अत्यंत छोटी राशि (1.38 एंड टाइम्स;10और शून्य से;23 जम्मू/कश्मीर), निस्र्पक के बीच के रिश्ते ऊर्जा और तापमान, प्लैंक के नाम बोल्ट्जमान निरंतर के बाद वैज्ञानिक, जो पहले प्रस्तावित सांख्यिकीय व्याख्या के दूसरे कानून की ऊष्मा है.

कब्र के लुडविग बोल्ट्जमान

यह स्पष्ट है कि W – हमेशा एक प्राकृतिक संख्या 1, 2, 3, ... N (वहाँ है कोई आंशिक तरीके की संख्या). तो लघुगणक के डब्ल्यू, और इसलिए एन्ट्रापी नहीं किया जा सकता है नकारात्मक. जब केवल संभव प्रणाली के microstate एन्ट्रापी शून्य हो जाता है । अगर तुम वापस जाने के लिए हमारे ग्लास, इस मांगना प्रतिनिधित्व किया जा सकता है के रूप में इस प्रकार है: पानी के अणुओं, बेतरतीब ढंग से कमरे में चारों ओर scurrying, पीठ में गिलास. इसके अलावा, प्रत्येक वास्तव में दोहराया उनके रास्ते को लिया गिलास के साथ, एक ही जगह में बने रहे के प्रस्थान से पहले. कुछ भी नहीं पर प्रतिबंध लगाता है, इस के कार्यान्वयन विकल्प है, जो एन्ट्रापी शून्य है । केवल इंतजार के कार्यान्वयन के लिए इस तरह के एक गायब कम संभावना है लायक नहीं है. इस का एक उदाहरण है क्या किया जा सकता है सैद्धांतिक रूप से.

सभी को मिश्रित भवन में है…

तो, अणुओं को बेतरतीब ढंग से कमरे में चारों ओर उड़ अलग अलग तरीकों से. वहाँ है कोई नियमितता में उनकी व्यवस्था, वहाँ कोई नहीं है, क्रम में प्रणाली, कोई फर्क नहीं पड़ता कैसे विकल्पों को बदलने के microstates, करने के लिए प्रतीत नहीं हो सकता है किसी भी सुसंगत संरचना है । गिलास में ही था, लेकिन क्योंकि सीमित स्थान के अणु की अपनी स्थिति को बदल दिया के रूप में सक्रिय नहीं है.

एक अराजक, के बेक़ायदा राज्य प्रणाली के रूप में सबसे अधिक संभावना से मेल खाती है करने के लिए इसकी अधिकतम एन्ट्रापी. एक गिलास में पानी का एक उदाहरण है एक और अधिक discountshopping राज्य है । संक्रमण से समान रूप से वितरित के माध्यम से कमरे में अराजकता की अव्यवहारिक है.

और अधिक स्पष्ट उदाहरण हम सभी के लिए - गंदगी की सफाई के घर में. डाल करने के लिए स्थानों में सब कुछ, हम भी ऊर्जा व्यय करने के लिए है । इस प्रक्रिया में, यह गर्म हो जाता है (यानी, हम स्थिर नहीं है). यह पता चला है कि एन्ट्रापी लाभ प्राप्त कर सकते हैं. यह मामला है. आप कह सकते हैं यहां तक कि अधिक: एन्ट्रापी, और के माध्यम से यह ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून (के साथ-साथ ऊर्जा) को नियंत्रित ब्रह्मांड. पर एक नज़र रखना प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं. तो दुनिया के एन्ट्रापी: कोई विकास, कोई आकाशगंगाओं, सितारों, ग्रहों. कोई जीवन नहीं है.

हमारे ब्रह्मांड स्थिर नहीं है

कुछ के बारे में अधिक जानकारी "गर्मी मृत्यु". वहाँ अच्छी खबर है । के बाद से, के अनुसार सांख्यिकीय सिद्धांत, “मना” प्रक्रियाओं वास्तव में कर रहे हैं की संभावना नहीं है, में thermodynamically संतुलन प्रणाली के उतार-चढ़ाव सहज उल्लंघन के दूसरे कानून की ऊष्मा है. वे कर सकते हैं हो मनमाने ढंग से बड़ी है । शामिल किए जाने के साथ गुरुत्वाकर्षण के रूप में thermodynamic प्रणाली, वितरण के कणों नहीं होगा बेतरतीब ढंग से वर्दी, और राज्य के अधिकतम एन्ट्रापी पहुँच जाएगा. इसके अलावा, ब्रह्मांड अपरिवर्तनीय है, निरंतर, स्थिर है । इसलिए, के सवाल "गर्मी मृत्यु" मतलब.

टिप्पणी (0)

इस अनुच्छेद है कोई टिप्पणी नहीं, सबसे पहले हो!

टिप्पणी जोड़ें

संबंधित समाचार

स्कूल के मानवीय संबंधों के रूप में एक नए फार्म का प्रबंधन करने के लिए वैज्ञानिक प्रबंधन

स्कूल के मानवीय संबंधों के रूप में एक नए फार्म का प्रबंधन करने के लिए वैज्ञानिक प्रबंधन

के मोड़ पर 30-एँ से XX सदी में पश्चिम के रूप में शुरू किया पहली बार के लिए किसी और चीज की रचना के नए स्कूलों के मानव संबंधों, जो होगा के पूरक के विकास के शास्त्रीय और वैज्ञानिक स्कूलों के प्रबंधन. Ripened आवश्यकता के निर्माण के गु...

अंग्रेजी कालोनियों में उत्तरी अमेरिका में है । देशों के पूर्व ब्रिटिश उपनिवेश

अंग्रेजी कालोनियों में उत्तरी अमेरिका में है । देशों के पूर्व ब्रिटिश उपनिवेश

वहाँ रहे हैं कई किंवदंतियों और विभिन्न डिग्री की विश्वसनीयता के बारे में कहानियों के बहादुर खोजकर्ता, कोलंबस लंबे समय से पहले का दौरा किया उत्तरी अमेरिका में है । उन के बीच में थे, चीनी भिक्षुओं लगभग 5 वीं सदी में उतरा, कैलिफोर्नि...

आंख में क्या है? क्या कर रहे हैं कार्यों की आँखों में मानव शरीर है?

आंख में क्या है? क्या कर रहे हैं कार्यों की आँखों में मानव शरीर है?

अनुभव करने की क्षमता के बारे में जानकारी की दुनिया के माध्यम से दृष्टि और ndash; सबसे अद्भुत और उपयोगी एक व्यक्ति की क्षमता है । हम एक तस्वीर पर कब्जा करने के लिए क्या हो रहा है, एक तस्वीर की तरह. आंख है “ऑप्टिकल डिवाइस और r...