थर्मोडायनामिक्स

परिचय

• थर्मोडायनामिक्स म्हणजे उष्णता (heat) आणि उष्णतेशी संबंधित घटनांचा अभ्यास.
• अध्ययनाचा उद्देश आहे की, एक प्रणाली जेंव्हा उष्णता घेतो किंवा सोडतो त्यावेळी त्याचा दाब, आयतन, आंतरिक ऊर्जा यांसारख्या घटकांमध्ये काय बदल होतो.

प्रणाली आणि वातावरण

• एक प्रणाली म्हणजे गॅस जो कंटेनरमध्ये पिस्टनने बंद केलेला आहे.
• वातावरण म्हणजे प्रणालीच्या बाहेरची सर्व गोष्टी.
• उष्णतेचा आदानप्रदान म्हणजे उच्च तापमान असलेल्या वस्तूपासून कमी तापमान असलेल्या वस्तूकडे उष्णता हस्तांतरित होते.

तापमान आणि थर्मल इक्विलिब्रियम

• जेव्हा दोन वस्तू समान तापमानावर असतात, त्यांना थर्मल इक्विलिब्रियम मध्ये असलेले मानले जाते.
• थर्मोडायनामिक्सचे शून्य नियम: जर A आणि B थर्मल इक्विलिब्रियममध्ये असतील, तर B आणि C देखील थर्मल इक्विलिब्रियममध्ये असतील.

आंतरिक ऊर्जा

• आंतरिक ऊर्जा म्हणजे प्रणालीतील अणूंच्या गडबडीतली चालन ऊर्जा.
• गॅसच्या आंतरिक ऊर्जेची गणना गॅस मॉलिक्युलच्या गतीवर आधारित असते.
• आंतरिक ऊर्जा कशी बदलते:
  • उष्णता देऊन
  • कार्य करून (वर्क)

थर्मोडायनामिक प्रणाली

• थर्मोडायनामिक प्रणाली म्हणजे ऊर्जा आणि पदार्थाचे आदानप्रदान करण्याची क्षमता असलेली वस्तू.
• थर्मोडायनामिक प्रणाली तीन प्रकारात वर्गीकृत केली जाते:
  • खुली प्रणाली
  • बंद प्रणाली
  • आयसोलेटेड प्रणाली

थर्मोडायनामिक प्रक्रिया

• थर्मोडायनामिक प्रक्रियेत, प्रणालीच्या थर्मोडायनामिक स्थितीत बदल केला जातो.
• स्थिति चेंजमध्ये तापमान, दाब, आयतन यांसारख्या स्थिती चरांचा समावेश असतो.
• प्रक्रियांचे मुख्य प्रकार:
  • उलटता प्रक्रिया (Reversible Process)
  • नॉन उलटता प्रक्रिया (Irreversible Process)

पहिला थर्मोडायनामिक नियम

• पहिला नियम: आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन = उष्णता - कार्य
• • Q = ΔU + W
• गॅस पिस्टनवर सकारात्मक कार्य करतो, तेव्हा गॅसची आंतरिक ऊर्जा वाढते.

थर्मोडायनामिक स्थिती चर

• थर्मोडायनामिक स्थिती चर म्हणजे दाब, तापमान, आयतन यांसारख्या स्थितींचा अध्ययन.
• थर्मोडायनामिक स्थितीचर एकूण स्थितीचे वर्णन करण्यासाठी वापरले जातात.

प्रक्रिया प्रकार

• प्रक्रिया म्हणजे स्थिती चरांचा बदल.
• प्रक्रियांमध्ये ऊर्जेचा आदानप्रदान होतो.
• प्रक्रियांचे उदाहरण:
  • इसोथर्मल प्रक्रिया
  • सायक्लिक प्रक्रिया

थर्मोडायनामिक प्रक्रियांची विश्लेषण

• या प्रक्रियांचे विश्लेषण करताना, ऊर्जा हस्तांतरण, तापमान व दाब यांचे निरीक्षण केले जाते.

अध्ययनाचा निष्कर्ष

• थर्मोडायनामिक्सच्या अध्ययनाचा मुख्य उद्देश म्हणजे उष्णता, आंतरिक ऊर्जा आणि कार्य यांचा परस्पर संबंध समजून घेणे.
• सर्व विद्यार्थी यालाही अभ्यासून परीक्षा तयारी करावी.