थर्मोडायनामिक्स (Thermodynamics)

परिचय

• थर्मोडायनामिक्स म्हणजे ऊष्मा (heat) आणि ऊष्मा-संबंधित घटनांचा अभ्यास.
• सिस्टीमचे तापमान, दाब (pressure), वॉल्यूम (volume) आणि आंतरिक ऊर्जा (internal energy) यांच्यातील बदलांचे समजून घेणे महत्त्वाचे आहे.

थर्मोडायनामिक सिस्टीम

• थर्मोडायनामिक सिस्टीम म्हणजे वस्तूंचा समूह जो ऊर्जा आदान-प्रदान करू शकतो.
• सिस्टीमच्या चार प्रकार:
  • ओपन सिस्टीम: ऊर्जा आणि पदार्थ दोन्ही आदान-प्रदान करतो.
  • क्लोज्ड सिस्टीम: फक्त ऊर्जा आदान-प्रदान करतो.
  • आइसोलटेड सिस्टीम: ऊर्जा आणि पदार्थ दोन्ही आदान-प्रदान करत नाही.

तापमान आणि ऊष्मा

• ऊष्मा म्हणजे उच्च तापमानाच्या वस्तूपासून कमी तापमानाच्या वस्तूपर्यंत चालणारी ऊर्जा.
• थर्मल इक्विलिब्रियम: दोन वस्तू एकाच तापमानावर आल्यास त्यांना थर्मल इक्विलिबियममध्ये समजले जाते.

थर्मोडायनामिक प्रक्रिया

• थर्मोडायनामिक प्रक्रिया म्हणजे सिस्टीमची स्थिती बदलणे.
• प्रक्रिया दोन प्रकारात वर्गीकृत केल्या जातात:
  • रिव्हर्सिबल प्रोसेस: प्रक्रिया रिव्हर्स करण्यात येऊ शकतात.
  • इर्रिवर्सिबल प्रोसेस: प्रक्रिया रिव्हर्स करण्यात येऊ शकत नाही.

आंतरिक ऊर्जा

• आंतरिक ऊर्जा म्हणजे सिस्टीममधील कणांची गोंधळलेली हालचाल.
• आंतरिक ऊर्जाच्या बदलाचे दोन मुख्य स्रोत:
  • ऊष्मा: ऊष्मा देणे किंवा घेणे.
  • काम: कार्य करणे किंवा करता येणे.

थर्मोडायनामिक नियम

• पहिला नियम: आंतरिक ऊर्जा = ऊष्मा - काम
• ऊष्मा आणि कामाच्या आदान-प्रदानामुळे आंतरिक ऊर्जामध्ये बदल होतो.

पीवी डायग्राम

• पीवी डायग्राम म्हणजे दाब आणि वॉल्यूम यांच्या संबंधाचे ग्राफिकल प्रतिनिधित्व.
• आइसोथर्मल प्रक्रिया: तापमान स्थिर राहतो.
• आइसोबॅरिक प्रक्रिया: दाब स्थिर राहतो.

थर्मोडायनामिक स्टेट वेरिएबल्स

• थर्मोडायनामिक स्टेट वेरिएबल्स म्हणजे दाब, तापमान, वॉल्यूम इत्यादी.
• जर सिस्टीम समतोलात नसेल तर त्याचे वर्णन थर्मोडायनामिक स्टेट वेरिएबल्सच्या साहाय्याने करता येत नाही.

अंतिम विचार

• थर्मोडायनामिक्सच्या अभ्यासात तापमान, दाब, वॉल्यूम आणि आंतरिक ऊर्जा यांचे महत्त्व जाणून घेणे आवश्यक आहे.
• परीक्षेसाठी योग्य तयारी आणि प्रश्नांची योग्य निवड करणे महत्त्वाचे आहे.