थर्मोडायनामिक प्रक्रिया को कहा जाता है प्रतिवर्तीअगर यह आगे और पीछे दोनों तरफ से गुजर सकता है; इस मामले में, अपने मूल राज्य में सिस्टम को वापस करने के बाद वातावरण और सिस्टम में कोई बदलाव नहीं हुआ है।

आर संतुलन (अर्ध-स्थैतिक) प्रक्रिया संतुलन अवस्थाओं का एक सतत क्रम है। ऐसी प्रक्रिया का कोई भी बिंदु संतुलन की स्थिति है, जहां से सिस्टम आगे और विपरीत दिशा में दोनों जा सकता है। इसलिए यह निम्नानुसार है कि कोई भी संतुलन प्रक्रिया प्रतिवर्ती है।

केवल थर्मोडायनामिक संतुलन प्रक्रियाओं को रेखांकन के रूप में चित्रित किया जा सकता है, क्योंकि एक निर्विवाद प्रणाली के लिए, मापदंडों का मूल्य, उदाहरण के लिए, तापमान या एकाग्रता, वॉल्यूम के लिए समान नहीं है, और पूरे सिस्टम के लिए एक अनिश्चित मूल्य है। ऐसी प्रणालियों में होने वाली प्रक्रियाओं को पैरामीटर के औसत मूल्यों के आधार पर, केवल लगभग रेखांकन से चित्रित किया जा सकता है।

यांत्रिकी से एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया का एक उदाहरण दे सकता है - बिल्कुल लोचदार टक्कर। यदि हम समय चर को प्रतिस्थापित करते हैं टी पर - टी, तो एक बिल्कुल लोचदार प्रभाव के साथ, निकायों के प्रारंभिक और अंतिम वेग बस अपनी भूमिकाओं को बदल देंगे। न्यूटन के नियम प्रतिवर्ती हैं।

प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं - आदर्शकरण। सभी वास्तविक प्रक्रियाएं एक डिग्री या दूसरे तक, घर्षण, प्रसार और तापीय चालकता के कारण अपरिवर्तनीय हैं। सभी संक्रमण घटनाएं अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं हैं। गर्मी अपने आप में केवल गर्म से ठंडे तक जा सकती है, लेकिन इसके विपरीत कभी नहीं। एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया का एक और उदाहरण: बिल्कुल अयोग्य टकराव, जिसमें यांत्रिक ऊर्जा आंशिक रूप से या पूरी तरह से गर्मी में परिवर्तित हो जाती है।

प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं सबसे किफायती हैं, ऐसी प्रक्रियाओं में प्रणाली अधिकतम काम करती है, और दक्षता अधिकतम हो जाती है।

9) चक्रव्यूह। कार्नोट का प्रमेय.

आइए एक गर्मी इंजन बनाने की कोशिश करें जो केवल प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं का उपयोग करता है।

एडियाबेटिक प्रक्रिया प्रतिवर्ती हो सकती है - कोई भी गर्मी हस्तांतरण नहीं है; बाहरी शक्तियों का काम बढ़ जाता है आंतरिक ऊर्जा या इसके विपरीत, सिस्टम की आंतरिक प्रणाली के नुकसान के कारण सिस्टम का काम किया जाता है, और ये प्रक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं।

लेकिन हीटर से गर्मी हस्तांतरण किसी तरह बाहर किया जाना चाहिए, अन्यथा, थर्मल ऊर्जा के कारण हमें उपयोगी काम मिलेगा? प्रतिवर्ती प्रक्रिया दो निकायों के बीच गर्मी हस्तांतरण एक आइसोथर्मल प्रक्रिया में किया जा सकता है अगर दोनों निकायों का तापमान बराबर हो। फिर इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि गर्मी का प्रवाह किस दिशा में है। लेकिन इस तरह की प्रक्रिया भी असीम रूप से धीमी होगी।

कार्नोट चक्र में (अंजीर 8.10 और 8.11) आदर्श गैस दो एडियाबेट्स (2-3 और 4-1) और दो इज़ोथेर्म (1-2 और 3-4) से मिलकर एक चक्र से गुजरता है।

1-2 - वॉल्यूम से इज़ोटेर्माल का विस्तार वी 1 से वी 2; जबकि गैस एक तापमान पर हीटर के संपर्क में है टी 1 ;

2-3 - मात्रा से एडियाबेटिक विस्तार वी 2 से वी 3; अंतिम गैस तापमान कूलर के तापमान के बराबर है टी 2 ;

3-4 - मात्रा से इज़ोटेर्माल संपीड़न वी 3 से वी चार ; जबकि गैस एक तापमान पर शीतलक के संपर्क में है टी 2 ;

4-1 - मात्रा से एडियाबेटिक संपीड़न वी 4 से वी एक ; अंतिम गैस तापमान हीटर के तापमान के बराबर है टी 1 .

इज़ोटेर्मल प्रक्रियाओं के लिए:

एडियाबेटिक प्रक्रियाओं के लिए:

;

.

फिर अंतिम दो समानताएँ:

फिर कारनोट चक्र की दक्षता है:

.

कार्नोट के प्रमेय का पहला भाग साबित हुआ है:

1) कार्नोट चक्र की दक्षता कार्यशील तरल पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर नहीं करती है और केवल हीटर और शीतलक के तापमान से निर्धारित होती है:

हम Carnot के प्रमेय के अन्य दो हिस्सों को बनाते हैं और बाद में उन्हें साबित करते हैं।

2)किसी भी प्रतिवर्ती चक्र की दक्षता समान हीटर और कूलर तापमान के साथ कार्नोट चक्र की दक्षता से अधिक नहीं है:

. (8.39)

3)किसी भी अपरिवर्तनीय चक्र की दक्षता समान हीटर और कूलर तापमान के साथ कार्नोट चक्र की दक्षता से कम है:

. (8.40)

एन्ट्रापी।

एन्ट्रापी की परिभाषा

एन्ट्रॉपी की अवधारणा क्लॉसियस द्वारा शुरू की गई थी। एंट्रोपी एक थर्मोडायनामिक प्रणाली के राज्य के कार्यों में से एक है। एक राज्य फ़ंक्शन एक मात्रा है, जिसका मान विशिष्ट रूप से सिस्टम की स्थिति से निर्धारित होता है, और सिस्टम के एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान राज्य फ़ंक्शन में परिवर्तन केवल सिस्टम के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों द्वारा निर्धारित किया जाता है और संक्रमण पथ पर निर्भर नहीं करता है।

आंतरिक ऊर्जा यू- राज्य समारोह। एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा बराबर होती है, और इसका परिवर्तन केवल प्रारंभिक और अंतिम तापमान द्वारा निर्धारित किया जाता है: ... निरंतर मात्रा में आदर्श गैस की दाढ़ ताप क्षमता है।

ताप की मात्रा क्यू और काम ए राज्य के कार्य नहीं हैं: वे प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था तक सिस्टम संक्रमण के मार्ग पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, राज्य 1 से राज्य 2 तक एक आदर्श गैस पास होने दें, क्रमिक रूप से पहले एक इज़ोबैरिक प्रक्रिया का प्रदर्शन किया, फिर एक इकोकोरिक प्रक्रिया (चित्र 8.12,) तथा) का है। फिर पूरी प्रक्रिया के लिए किया गया कार्य बराबर है ... अब 1 से 2 तक एक आदर्श गैस पास करें, पहले एक आइसोकोरिक प्रक्रिया का प्रदर्शन करें, और फिर एक इओबोरिक एक (चित्र 8.1), ख) का है। इस तरह के एक संक्रमण के साथ काम है ... जाहिर है। काम की मात्रा अलग-अलग हो गई, हालांकि प्रारंभिक और अंतिम राज्य समान हैं। चूंकि, ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के अनुसार, सिस्टम को प्रदान की जाने वाली ऊष्मा की मात्रा आंतरिक ऊर्जा की वृद्धि और बाहरी ताकतों के खिलाफ प्रणाली के काम करने के लिए जाती है: , तो प्रक्रियाओं में सिस्टम द्वारा प्राप्त गर्मी एतथा ख, यह भी अलग होगा, अर्थात्, गर्मी भी राज्य का एक कार्य नहीं है।

गणित के दृष्टिकोण से, मात्राओं की छोटी वृद्धि जो राज्य के कार्य नहीं हैं, कुल अंतर नहीं होंगे, और उनके लिए आपको नोटेशन का उपयोग करने की आवश्यकता है: और। यह पता चला है कि गर्मी के लिए एकीकृत कारक उलटा तापमान है:, और सिस्टम को पूर्ण तापमान तक प्राप्त गर्मी के अनुपात के बराबर मूल्य कुल अंतर है - यह कम गर्मी है:। क्लॉसियस की परिभाषा के अनुसार, एक प्रणाली का राज्य कार्य, जिसमें प्रतिवर्ती प्रक्रिया का अंतर कम गर्मी के बराबर होता है, एंट्रोपी है:

एन्ट्रापी गुण

1) एन्ट्रॉपी प्रणाली की स्थिति का एक कार्य है, अर्थात, एक रिवर्स सिस्टम में एक बंद प्रणाली में, जब सिस्टम अपनी मूल स्थिति में लौटता है, तो एंट्रोपी में कुल परिवर्तन शून्य है:

. (8.42)

2) एन्ट्रॉपी एडिटिव है, अर्थात, सिस्टम का एन्ट्रापी सभी भागों के एन्ट्रापी के योग के बराबर है।

3) एक बंद प्रणाली की एन्ट्रापी में कमी नहीं होती है:

इसके अलावा, प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं के लिए और अपरिवर्तनीय लोगों के लिए।

संबंध (8.43) कहा जाता है क्लॉसियस असमानता और योगों में से एक है ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम: एक बंद प्रणाली की एन्ट्रापी स्थिर रहती है अगर इसमें केवल प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं होती हैं, और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के मामले में बढ़ जाती हैं।

एक बंद प्रणाली पर विचार करें जिसमें तापमान के साथ दो शरीर शामिल हैं और। आज्ञा देना पहले से दूसरे शरीर द्वारा प्राप्त गर्मी की मात्रा। फिर पहले शरीर द्वारा प्राप्त गर्मी की मात्रा नकारात्मक और समान है। गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया में दो निकायों की एन्ट्रापी में कुल वृद्धि दोनों निकायों के एंट्रोपियों में परिवर्तन के योग के बराबर है।

जिस तरह ऊष्मप्रवैगिकी की पहली शुरुआत में राज्य का कार्य शुरू होता है - आंतरिक ऊर्जा, दूसरी शुरुआत में - राज्य का कार्य, एन्ट्रापी (एस) कहा जाता है (ग्रीक से) एन्ट्रोपिया - मोड़, परिवर्तन)। इस फ़ंक्शन में परिवर्तनों पर विचार ने सभी प्रक्रियाओं को दो समूहों में विभाजित किया: प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय (सहज) प्रक्रिया।

प्रक्रिया कहा जाता है प्रतिवर्ती, अगर इसे आगे की दिशा में पहले किया जा सकता है, और फिर विपरीत दिशा में, और ताकि सिस्टम या पर्यावरण में कोई बदलाव न हो। पूरी तरह से प्रतिवर्ती प्रक्रिया - मतिहीनता, लेकिन कई प्रक्रियाओं को ऐसी स्थितियों में किया जा सकता है कि प्रतिवर्तीता से उनका विचलन बहुत कम था। इसके लिए, यह आवश्यक है कि इसके प्रत्येक अपरिमेय चरणों में प्रणाली की स्थिति जिसमें यह प्रक्रिया होती है, संतुलन की स्थिति के अनुरूप होगी।

संतुलन की अवस्था – विशेष शर्त थर्मोडायनामिक प्रणाली, जिसमें यह प्रतिवर्ती या अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप गुजरता है और अनंत समय तक इसमें रह सकता है। वास्तविक प्रक्रियाएं प्रतिवर्ती हो सकती हैं, लेकिन इसके लिए उन्हें धीरे-धीरे किया जाना चाहिए।

प्रक्रिया कहा जाता है अपरिवर्तनीय (प्राकृतिक, सहज, सहज), यदि यह ऊर्जा अपव्यय के साथ है, अर्थात, गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया के परिणामस्वरूप सिस्टम के सभी निकायों के बीच समान वितरण।

निम्नलिखित को अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के उदाहरण के रूप में नामित किया जा सकता है:

सुपरकोलड तरल की ठंड;

खाली जगह में गैस का विस्तार;

गैस चरण या तरल में प्रसार।

एक प्रणाली जिसमें एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया हुई है, उसे अपनी मूल स्थिति में वापस किया जा सकता है, लेकिन इसके लिए सिस्टम पर काम करना होगा।

अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं में अधिकांश वास्तविक प्रक्रियाएं शामिल होती हैं, क्योंकि वे हमेशा घर्षण बलों के खिलाफ काम के साथ होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप बेकार ऊर्जा की खपत होती है, ऊर्जा अपव्यय के साथ।

अवधारणाओं को समझाने के लिए, पिस्टन के नीचे सिलेंडर में आदर्श गैस पर विचार करें। अपनी गैस V 1 (छवि 4.1) के साथ प्रारंभिक गैस दबाव P 1 बताएं।

पिस्टन पर डाली गई रेत से गैस का दबाव संतुलित रहता है। संतुलन राज्यों के सेट को समीकरण pV \u003d कॉन्स्टेंस द्वारा वर्णित किया गया है और यह एक चिकनी वक्र (1) द्वारा चित्रित किया गया है।

यदि पिस्टन से रेत की एक निश्चित मात्रा को हटा दिया जाता है, तो पिस्टन के ऊपर गैस का दबाव तेजी से (ए से बी) तक गिर जाएगा, जिसके बाद गैस की मात्रा एक संतुलन मूल्य (बी से सी) तक बढ़ जाएगी। इस प्रक्रिया की प्रकृति टूटी हुई रेखा है 2. यह रेखा निर्भरता P \u003d को दर्शाती है च (V) एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया में।

अंजीर। 4.1। प्रतिवर्ती (1) और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं (2, 3) के दौरान इसकी मात्रा पर गैस के दबाव की निर्भरता।

यह आंकड़ा से देखा जा सकता है कि गैस के प्रतिवर्ती विस्तार के दौरान, इसके द्वारा निष्पादित कार्य (चिकनी वक्र 1 के तहत क्षेत्र) किसी भी अपरिवर्तनीय विस्तार से अधिक है।

इस प्रकार, किसी भी थर्मोडायनामिक प्रक्रिया यदि यह प्रतिवर्ती मोड में किया जाता है, तो काम की अधिकतम संभव राशि की विशेषता है। यदि हम गैस संपीड़न की प्रक्रिया पर विचार करते हैं तो एक समान निष्कर्ष पर पहुंचा जा सकता है। यह केवल ध्यान में रखा जाना चाहिए कि इस मामले में काम की मात्रा एक नकारात्मक मूल्य है (छवि 4.1, टूटी हुई रेखा 3)।

प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति को बदलने के तरीके। एक प्रक्रिया को प्रतिवर्ती कहा जाता है अगर यह अंतिम राज्य से प्रारंभिक अवस्था में विचाराधीन व्यवस्था को मध्यवर्ती राज्यों के समान अनुक्रम के माध्यम से प्रारंभिक प्रक्रिया में वापस करने की अनुमति देता है, लेकिन इसमें पारित उल्टे क्रम... इस मामले में, न केवल प्रणाली बल्कि पर्यावरण भी अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है। एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया संभव है अगर यह प्रणाली और पर्यावरण दोनों में संतुलन में आगे बढ़ता है। इस मामले में, यह माना जाता है कि बीच में एक संतुलन मौजूद है अलग भागों पर्यावरण के साथ सीमा पर और विचाराधीन प्रणाली। एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया एक आदर्शित मामला है, जो केवल थर्मोडायनामिक मापदंडों में एक असीम धीमी गति से परिवर्तन के साथ प्राप्त होता है। जिस दर पर संतुलन स्थापित किया जाता है वह विचाराधीन प्रक्रिया की दर से अधिक होना चाहिए। यदि वातावरण में सिस्टम और निकायों दोनों को उनकी मूल स्थिति में वापस लाने का कोई तरीका खोजना असंभव है, तो सिस्टम की स्थिति को बदलने की प्रक्रिया को अपरिवर्तनीय कहा जाता है।

अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं केवल एक दिशा में अनायास आगे बढ़ सकती हैं; इस तरह के चिपचिपा प्रवाह और अधिक हैं। के लिये रासायनिक प्रतिक्रिया थर्मोडायनामिक और काइनेटिक रिवर्सलबिलिटी की अवधारणाओं का उपयोग किया जाता है, जो केवल संतुलन राज्य के तत्काल आसपास के क्षेत्र में मेल खाता है। P-tion A + B C + D कहते हैं। काइनेटिक रूप से प्रतिवर्ती या दो तरफा, अगर, इन शर्तों के तहत, उत्पाद C और D एक-दूसरे के साथ शुरू होने वाली सामग्री A और B के गठन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। प्रतिपुष्टि, एसीसी। , जहां और स्थिरांक हैं, [ए], [बी], [सी], [डी] - वर्तमान (गतिविधियां), समय के साथ समान हो जाती हैं और होती हैं, जिसमें - निरंतर संतुलन,तापमान पर निर्भर काइनेटिक रूप से अपरिवर्तनीय (एक तरफा) प्रतिक्रियाएं आमतौर पर होती हैं जिनमें कम से कम उत्पादों में से एक को प्रतिक्रिया क्षेत्र से हटा दिया जाता है (अवक्षेपित, अस्थिर करता है, या खराब रूप से विघटित यौगिक के रूप में जारी किया जाता है), साथ ही साथ प्रतिक्रियाएं भी जारी होती हैं बड़ी मात्रा में गर्मी।

व्यवहार में, अक्सर ऐसी प्रणालियाँ होती हैं जो आंशिक संतुलन में होती हैं, अर्थात्। एक निश्चित प्रकार की प्रक्रियाओं के संबंध में संतुलन में, जबकि पूरी प्रणाली कोई नहीं है। उदाहरण के लिए, कठोर स्टील के एक नमूने में स्थानिक असमानता होती है और यह एक गैर-संतुलन प्रणाली है जिसके संबंध में, यांत्रिक विरूपण के संतुलन चक्र इस नमूने में हो सकते हैं, क्योंकि अंतर समय और भिन्नता के दसियों क्रम से भिन्न होता है। नतीजतन, अपेक्षाकृत लंबे समय के साथ प्रक्रियाएं काइनेटिक रूप से बाधित होती हैं और थर्मोडायनामिक होने पर इसे ध्यान में नहीं रखा जा सकता है। तेज प्रक्रियाओं का विश्लेषण।

अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं विघटनकारी प्रभावों के साथ होती हैं, जिनमें से सार विचार के लिए प्रक्रिया के परिणामस्वरूप सिस्टम में उत्पादन (उत्पादन) है। अपव्यय के नियम के लिए सबसे सरल अभिव्यक्ति है:

औसत तापमान कहां है, d i S-एन्ट्रापी का उत्पादन - तथाकथित। असंगत क्लॉसियस हीट (अपव्यय की गर्मी)।

प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं को आदर्शीकृत किया जा रहा है, जो विघटनकारी प्रभावों के साथ नहीं हैं। सांख्यिकीय थर्मोडायनामिक्स में प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं का सूक्ष्म सिद्धांत विकसित किया जा रहा है। जिन प्रणालियों में अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं होती हैं उनका अध्ययन अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी द्वारा किया जाता है।

लिटकला में देखें। रासायनिक ऊष्मागतिकी। ई। पी। उम्र।

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उष्मागतिकी का दूसरा नियम। प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं।

सूत्र (8.6.1) से यह देखा जाता है कि दक्षता क्या है गर्मी इंजन एक से कम है। सबसे अच्छा एक कार होगी जिसकी दक्षता एक के बराबर होगी। इस तरह की मशीन एक निश्चित शरीर से प्राप्त सभी गर्मी को रेफ्रिजरेटर में कुछ भी दिए बिना पूरी तरह से काम में बदल सकती है। कई प्रयोगों ने ऐसी मशीन बनाने की असंभवता को दिखाया है। यह निष्कर्ष पहली बार 1824 में साडी कारनोट द्वारा पहुँचा गया था। ताप इंजनों के संचालन की स्थिति का अध्ययन करने के बाद, उन्होंने साबित किया कि गर्मी इंजन द्वारा काम के उत्पादन के लिए, कम से कम गर्मी के दो स्रोतों के साथ अलग तापमान... बाद में आर। क्लॉजियस (1850) और वी। केल्विन (1852) द्वारा इस पर विस्तार से अध्ययन किया गया, जिन्होंने सूत्रबद्ध किया ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम।

क्लॉसियस का शब्दांकन: सिस्टम में किसी भी बदलाव के बिना हीट कम गर्म शरीर से अधिक गर्म शरीर में आसानी से स्थानांतरित नहीं हो सकती है। उन। एक प्रक्रिया असंभव है, जिसका एकमात्र अंतिम परिणाम गर्मी के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण से कम गर्म शरीर से अधिक गर्म करने के लिए होता है।

यह इस परिभाषा का पालन नहीं करता है कि गर्मी को कम गर्म से अधिक गर्म शरीर में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। यह किसी में भी होता है प्रशीतन इकाइयों, लेकिन यहां गर्मी का हस्तांतरण अंतिम परिणाम नहीं है, क्योंकि यह काम करता है।

थॉमसन (केल्विन) सूत्रीकरण: सिस्टम की स्थिति में कोई अन्य परिवर्तन किए बिना, एक समान तापमान के साथ शरीर से ली गई सभी गर्मी को कार्य में परिवर्तित करना असंभव है। उन। यह प्रक्रिया असंभव है, जिसका एकमात्र अंतिम परिणाम एक निश्चित निकाय से प्राप्त सभी ऊष्मा का परिवर्तन इसके समकक्ष कार्य है।

यह यहाँ का पालन नहीं करता है कि गर्मी को पूरी तरह से काम में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक आइसोथर्मल प्रक्रिया (dU \u003d 0) में, गर्मी पूरी तरह से काम में बदल जाती है, लेकिन यह परिणाम एकमात्र, अंतिम नहीं है, क्योंकि गैस अभी भी यहां विस्तार कर रही है।

यह देखा जाता है कि उपरोक्त योग समतुल्य हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम अंततः तैयार किया गया था जब एक इंजन बनाने का प्रयास किया गया था जो सिस्टम की स्थिति में कोई अन्य परिवर्तन किए बिना सभी गर्मी को काम में बदल देगा, जो विफलता में समाप्त हो गया - दूसरी तरह की सतत गति मशीन... यह एक कुशल इंजन है। एक सौ %। इसलिए, ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे कानून का एक और सूत्रीकरण: दूसरी तरह का पेराफ्यूम मोबाइल असंभव है, अर्थात्। ऐसा समय-समय पर चलने वाला इंजन जो एक जलाशय से गर्मी प्राप्त करता है और इस गर्मी को पूरी तरह से काम में बदल देता है।

उष्मागतिकी का दूसरा नियम हमें सभी ऊष्मागतिकी प्रक्रियाओं को विभाजित करने की अनुमति देता है प्रतिवर्ती तथा अचल... यदि, किसी प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, सिस्टम A से दूसरे राज्य B तक जाता है और यदि संभव हो तो इसे कम से कम एक तरह से उसकी मूल स्थिति में लौटाया जा सकता है। तथा और, इसके अलावा, ताकि अन्य सभी निकायों में कोई परिवर्तन न हो, फिर इस प्रक्रिया को प्रतिवर्ती कहा जाता है। यदि यह नहीं किया जा सकता है, तो इस प्रक्रिया को अपरिवर्तनीय कहा जाता है। यदि इसके पाठ्यक्रम के आगे और पीछे की दिशाएं समान रूप से संभव और समकक्ष थीं, तो एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया को अंजाम दिया जा सकता है।

प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं एक बहुत के साथ होने वाली प्रक्रियाएं हैं कम गति, आदर्श रूप से धीमी गति से। वास्तविक परिस्थितियों में, प्रक्रियाएं एक सीमित गति से आगे बढ़ती हैं, और इसलिए उन्हें केवल एक निश्चित सटीकता के साथ प्रतिवर्ती माना जा सकता है। इसके विपरीत, अपरिवर्तनीयता है विशेषता संपत्तिथर्मल प्रक्रियाओं की प्रकृति से उत्पन्न होने वाली। अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं का एक उदाहरण घर्षण के साथ सभी प्रक्रियाएं हैं, एक परिमित तापमान अंतर पर गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाएं, विघटन और प्रसार प्रक्रियाएं। एक दिशा में ये सभी प्रक्रियाएं सहज रूप से आगे बढ़ती हैं, "स्वयं के द्वारा", और इनमें से प्रत्येक प्रक्रिया विपरीत दिशा में घटित होने के लिए, यह आवश्यक है कि कुछ अन्य क्षतिपूर्ति प्रक्रिया समानांतर रूप से हो। नतीजतन, सांसारिक परिस्थितियों में, घटनाओं का एक प्राकृतिक कोर्स है, एक प्राकृतिक दिशा है।

उष्मागतिकी का दूसरा नियमथर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं के प्रवाह की दिशा निर्धारित करता है और इस तरह इस सवाल का जवाब देता है कि प्रकृति में क्या प्रक्रियाएं सहज हो सकती हैं। यह ऊर्जा के एक रूप को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया की अपरिवर्तनीयता को इंगित करता है - दूसरे को काम - गर्मी। कार्य शरीर के आदेशित आंदोलन की ऊर्जा को संपूर्ण रूप में स्थानांतरित करने का एक रूप है; गर्मी अव्यवस्थित अराजक गति के ऊर्जा हस्तांतरण का एक रूप है। आदेशित आंदोलन अनायास ही विकार में बदल सकता है। रिवर्स संक्रमण केवल तभी संभव है जब काम बाहरी ताकतों द्वारा किया जाता है।

कारनोट चक्र।

ऊष्मा इंजनों के संचालन का विश्लेषण करते हुए, कार्नेट इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि सबसे लाभप्रद प्रक्रिया एक प्रतिवर्ती गोलाकार प्रक्रिया है जिसमें दो आइसोथर्म और दो एडिबैट्स शामिल हैं, क्योंकि यह सबसे बड़ा गुणांक है। उपयोगी कार्रवाई... इस चक्र को कारनोट चक्र कहा जाता है।

कारनोट चक्र- एक प्रत्यक्ष परिपत्र प्रक्रिया, जिसमें सिस्टम द्वारा निष्पादित कार्य को अधिकतम किया जाता है।

दो हीट जलाशयों के साथ कुछ सिस्टम थर्मल संपर्क में आते हैं, जिनमें से तापमान T 1 और T 2 हैं, और गर्मी की क्षमता असीम रूप से बड़ी है (अर्थात, एक निश्चित मात्रा में गर्मी का जोड़ या घटाव तापमान को नहीं बदलता है) । आइए हम मानते हैं कि प्रणाली पिस्टन के नीचे एक बेलनाकार बर्तन में स्थित एक आदर्श गैस है (चित्र। 8.7।)। हम मानते हैं कि दीवारें और पिस्टन गर्मी प्रतिरोधी हैं।

पहले, सिस्टम को, जो राज्य में है (पी 1, वी 1, टी 1), पहले जलाशय के साथ थर्मल संपर्क में लाया जाता है। जब गर्मी Q 1 को सिस्टम में लगाया जाता है, तो बाहरी ताकतों के खिलाफ काम किया जाता है, संख्यात्मक रूप से Q 1 के बराबर, गैस V 2 की मात्रा तक फैल जाती है।

सिलेंडर फिर एक इन्सुलेट स्टैंड पर रिपोज्ड किया जाता है। गैस को वॉल्यूम V 3 में और विस्तार करने का अवसर दिया जाता है ताकि तापमान T 2 हो जाए।

हम तापमान 2 टी के साथ दूसरे जलाशय के साथ थर्मल संपर्क में पिस्टन के साथ सिलेंडर को स्थानांतरित करते हैं, और बाहरी निकाय सिस्टम पर काम क्यू 2 करते हैं, ताकि वॉल्यूम वी 4 हो जाए।

हम सिस्टम को फिर से अलग करते हैं और वॉल्यूम को मूल मान V 1 तक कम करते हैं, ताकि तापमान टी 2 से टी 1 तक बढ़ जाए।

यदि सभी चार प्रक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं, तो हमारे सभी तर्क मान्य हैं, और प्रणाली वास्तव में (पी 1, वी 1, टी 1) के साथ अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगी।

तो, वर्णित चक्र में दो आइसोथर्मल (1®2 और 3®4) और दो एडियाबेटिक विस्तार और संकुचन (2®3 और 4®1) शामिल हैं (चित्र। 8.8 देखें।)। एक कार्नोट चक्र का प्रदर्शन करने वाली मशीन को एक आदर्श ऊष्मा इंजन कहा जाता है।

इज़ोटेर्माल विस्तार के दौरान किए गए कार्य:

; ए १ \u003d क्यू १. (8.8.1)

एडियाबेटिक विस्तार के साथ, सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में कमी के कारण काम किया जाता है क्यू '\u003d 0:

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प्रतिवर्ती प्रक्रिया (अर्थात, संतुलन) - एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया जो आगे और पीछे दोनों दिशाओं में हो सकती है, एक ही मध्यवर्ती राज्यों से होकर गुजरती है, और सिस्टम ऊर्जा की खपत के बिना अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है, और कोई स्थूल रूप में नहीं रहता है। वातावरण।

एक अविभाज्य मान द्वारा किसी भी स्वतंत्र चर को बदलकर किसी भी समय विपरीत दिशा में प्रवाहित करने के लिए एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया बनाई जा सकती है।

प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं सबसे अधिक काम करती हैं। सिस्टम से अधिक काम प्राप्त करना असंभव है। यह सैद्धांतिक महत्व की प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं को बनाता है। व्यवहार में, एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया का एहसास नहीं किया जा सकता है। यह असीम रूप से धीरे-धीरे बहता है, और आप केवल इसके करीब पहुंच सकते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि प्रक्रिया की थर्मोडायनेमिक रिवर्सलिबिलिटी रासायनिक रिवर्सलिबिलिटी से भिन्न होती है। रासायनिक प्रतिवर्तीता प्रक्रिया की दिशा और थर्मोडायनामिक की विशेषता है - जिस तरह से इसे किया जाता है।

एक संतुलन राज्य और एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया की अवधारणाएं ऊष्मागतिकी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। थर्मोडायनामिक्स के सभी मात्रात्मक निष्कर्ष केवल संतुलन राज्यों और प्रतिवर्ती प्रक्रियाओं पर लागू होते हैं। रासायनिक संतुलन की स्थिति में, आगे की प्रतिक्रिया की दर रिवर्स प्रतिक्रिया की दर के बराबर होती है!

के उदाहरण

केक पकाना एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया है। नमक हाइड्रोलिसिस एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है।

यह सभी देखें

"प्रतिवर्ती प्रक्रिया" लेख पर एक समीक्षा लिखें

लिंक

• socrates.berkeley.edu/~ashvinv/Phy211/lecture3.pdf
• www.britannica.com/EBchecked/topic/500473/reversibility

एक उत्क्रमणीय प्रक्रिया को प्रदर्शित करने वाला एक अंश

- आप क्या सोचते है? उन्हें सभी रैंक से भर्ती किया गया है।
"और वे हमारे कुछ भी नहीं जानते," नर्तकी ने मुस्कराते हुए कहा। - मैं उससे कहता हूं: "किसका मुकुट?" अद्भुत लोग!
- आखिरकार, यह मुश्किल है, मेरे भाइयों, - जो उनकी सफेदी पर आश्चर्यचकित था, जारी रखा - किसानों ने मोजाहिस्की के तहत कहा, कैसे वे पीटा को साफ करना शुरू कर दिया, जहां गार्ड थे, इसलिए आखिरकार, वह कहते हैं। उनके मरने के लगभग एक महीने के लिए किया गया था। खैर, वह कहता है, झूठ, वह कहता है, उनका कागज, सफेद, साफ है, न कि बारूद का नीला गंध नहीं है।
- अच्छा, ठंड से, एह? एक ने पूछा।
- आप चतुर हैं! ठंड से! यह गर्म था। यदि ठंड से, हमारा या तो सड़ा हुआ नहीं होता। और फिर, वह कहता है, आप हमारे पास पहुंचेंगे, सभी कहते हैं, वह कीड़े में सड़ा हुआ है। तो, वह कहता है, हम अपने आप को रूमाल के साथ बाँध लेंगे, हाँ, थूथन को हटाकर, और खींचें; कोई मूत्र नहीं। और उनका कहना है, वह कागज की तरह सफेद है; कोई बारूद नीला नहीं है।
वे सभी चुप थे।
- यह भोजन से रहा होगा, - सार्जेंट-प्रमुख ने कहा, - उन्होंने मास्टर का खाना खाया।
किसी ने आपत्ति नहीं की।
- इस किसान ने कहा कि यह, मोजाहिद के पास, जहां गार्ड थे, उन्हें दस गांवों से निकाला गया था, उन्होंने बीस दिन चलाए, उन्होंने सभी को नहीं लिया, मृतकों को। ये भेड़िये क्या कहते हैं, वह कहता है ...
"उन गार्ड असली थे," पुराने सैनिक ने कहा। - याद करने के लिए केवल कुछ था; और फिर उसके बाद सब कुछ ... इसलिए, केवल लोगों को पीड़ा दी जाती है।
- और फिर, चाचा। कल से एक दिन पहले हम अंदर भागे, ताकि वे, जहाँ खुद को स्वीकार न करें। जल्दी से उन्होंने बंदूकें छोड़ दीं। अपने घुटनों पर। क्षमा करें - कहते हैं। तो, सिर्फ एक उदाहरण। उन्होंने कहा कि प्लैटोव ने दो बार पोलियन को खुद लिया। शब्द नहीं जानता। वह इसे ले जाएगा: यहाँ उन लोगों के हाथों में वह एक पक्षी होने का नाटक करेगा, उड़ जाएगा, और उड़ जाएगा। और मारने की भी स्थिति नहीं है।