ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો બીજો નિયમ

ઉલટાવી ન શકાય તેવી ઉષ્માગતિશાસ્ત્ર પ્રક્રિયાઓને સમજાવવા માટે, વૈજ્ઞાનિકોએ ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો બીજો નિયમ ઘડ્યો. ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો બીજો નિયમ સમજાવે છે કે બ્રહ્માંડમાં કઈ પ્રક્રિયાઓ થઈ શકે છે અને કઈ પ્રક્રિયાઓ થઈ શકતી નથી. RJE ક્લાઉસિયસ (૧૮૨૨-૧૮૮૮) નામના એક વૈજ્ઞાનિકે નીચે મુજબ નિવેદન આપ્યું:

સ્વાભાવિક રીતે, ગરમી ઉચ્ચ-તાપમાનવાળા પદાર્થોમાંથી નીચા-તાપમાનવાળા પદાર્થોમાં જાય છે; સ્વાભાવિક રીતે, ગરમી નીચા-તાપમાનવાળા પદાર્થોમાંથી ઉચ્ચ-તાપમાનવાળા પદાર્થોમાં જતી નથી (ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો બીજો નિયમ - ક્લાઉસિયસનું વિધાન).

ક્લોસિયસનું વિધાન ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના બીજા નિયમના ખાસ વિધાનોમાંનું એક છે. તેને ખાસ વિધાન કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે ફક્ત એક જ પ્રક્રિયાને લાગુ પડે છે, જે ગરમીના સ્થાનાંતરણ સાથે સંબંધિત છે. આ વિધાન અન્ય પ્રક્રિયાઓ સાથે સંબંધિત ન હોવાથી, આપણને વધુ સામાન્ય વિધાનની જરૂર છે. ઉષ્માગતિશાસ્ત્રના બીજા નિયમના સામાન્ય વિધાનનો વિકાસ ગરમી એન્જિનના અભ્યાસ પર આધારિત છે. તેથી, આપણે પહેલા એન્જિન ગરમીની ચર્ચા કરીએ છીએ.

વધુ વાંચો

થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ: આઇસોથર્મલ એડિયાબેટિક આઇસોકોરિક આઇસોબેરિક

લેખ થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ : આઇસોથર્મલ એડિયાબેટિક આઇસોકોરિક આઇસોબેરિક

ચાર થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ છે, જેમ કે આઇસોથર્મલ, આઇસોકોરિક, આઇસોબેરિક અને એડિયાબેટિક પ્રક્રિયાઓ.

ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા (સતત તાપમાન)

સમતાપી પ્રક્રિયામાં, સિસ્ટમનું તાપમાન સતત રાખવામાં આવે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, વિશ્લેષિત સિસ્ટમ એક આદર્શ ગેસ છે. આદર્શ ગેસનું તાપમાન આદર્શ આંતરિક ગેસ ઊર્જા (U = 3/2 n RT) ના સીધા પ્રમાણસર છે. T બદલાતું નથી, તેથી U પણ બદલાતું નથી. આમ, જો સમતાપી પ્રક્રિયા પર લાગુ કરવામાં આવે, તો થર્મોડાયનેમિક સમીકરણનો પ્રથમ નિયમ બને છે:

વધુ વાંચો

ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો પ્રથમ નિયમ

થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયા

ગરમી (Q) એ ઉર્જા છે જે તાપમાનના તફાવતને કારણે એક પદાર્થથી બીજા પદાર્થમાં જાય છે. સિસ્ટમો અને પર્યાવરણ વિશે, ગરમી એ ઉર્જા છે જે સિસ્ટમથી પર્યાવરણમાં જાય છે અથવા ઉર્જા પર્યાવરણથી સિસ્ટમમાં જાય છે, જે તાપમાનના તફાવતને કારણે થાય છે. જો સિસ્ટમનું તાપમાન આસપાસના તાપમાન કરતા વધારે હોય, તો ગરમી સિસ્ટમથી પર્યાવરણમાં વહેશે. જો આસપાસનું તાપમાન સિસ્ટમના તાપમાન કરતા વધારે હોય, તો ગરમી પર્યાવરણમાંથી સિસ્ટમમાં વહે છે.

ગરમી (Q) એ ઉર્જા છે જે તાપમાનના તફાવતને કારણે ગતિ કરે છે, જ્યારે કાર્ય (W) કાર્ય દ્વારા ઉર્જા સ્થાનાંતરણ સાથે સંબંધિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો સિસ્ટમ પર્યાવરણ પર કાર્ય કરે છે, તો ઉર્જા સિસ્ટમમાંથી પર્યાવરણમાં જાય છે. તેનાથી વિપરીત, જો પર્યાવરણ સિસ્ટમ પર કાર્ય કરે છે, તો ઉર્જા પર્યાવરણથી સિસ્ટમમાં જાય છે.

વધુ વાંચો

સ્થિતિસ્થાપક અથડામણો

સ્થિતિસ્થાપક અથડામણો

અસ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં ગતિ ઊર્જાના સંરક્ષણનો નિયમ લાગુ પડતો નથી. ગતિશાસ્ત્રના સંરક્ષણનો નિયમ અસ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં લાગુ પડે છે જો બે અથડાતા પદાર્થો પર કોઈ બાહ્ય બળ કાર્ય ન કરે. અસ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં, અથડામણ પછી બે પદાર્થો એકબીજા સાથે ચોંટી જાય છે અથવા એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે.

ઉદાહરણ પ્રશ્ન ૧.

બે પદાર્થોનું દળ એક જ છે, એટલે કે 1 કિલો. પદાર્થ 1 સપાટ સમતલ પર 10 મીટર/સેકન્ડની ઝડપે ગતિ કરે છે અને સ્થિર સ્થિતિમાં રહેલા પદાર્થ 2 ​​સાથે અથડાય છે. અથડામણ પછી, બે પદાર્થો એકબીજા સાથે ચોંટી જાય છે. અથડામણ પછી બે પદાર્થોની ગતિ કેટલી હશે?

વધુ વાંચો

આંશિક સ્થિતિસ્થાપક અથડામણો

આંશિક સ્થિતિસ્થાપક અથડામણો

આંશિક સ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં, વેગના સંરક્ષણનો નિયમ લાગુ પડે છે, જ્યારે ગતિ ઊર્જાના સંરક્ષણનો નિયમ લાગુ પડતો નથી. અથડામણ સમયે, કેટલીક ગતિ ઊર્જા ધ્વનિ ઊર્જા, ગરમી ઊર્જા અને આંતરિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે. સ્થિતિસ્થાપક શબ્દનો ઉપયોગ સૂચવે છે કે અથડામણ પછી, બે પદાર્થો એકબીજા સાથે ચોંટી જતા નથી પરંતુ ઉછળે છે.

આંશિક સ્થિતિસ્થાપક અથડામણનું ઉદાહરણ બે માર્બલ્સ અથવા બે પૂલ બોલની એક-પરિમાણીય અથડામણ છે.

વધુ વાંચો

રેખીય ગતિનું સંરક્ષણ

રેખીય ગતિનું સંરક્ષણ

રેખીય ગતિના સંરક્ષણનો નિયમ જણાવે છે કે જો બે અથડાતા પદાર્થો પર કોઈ બાહ્ય બળ કાર્ય કરતું ન હોય, તો અથડામણ પહેલાના પદાર્થોનો વેગ અથડામણ પછીના પદાર્થોના વેગ જેટલો હોય છે.

p 1 + p 2 = p 1 ' + p 2 ' …………………….. સમીકરણ 1.4

m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '

જો અથડામણ પછી બંને પદાર્થો એકબીજા સાથે ચોંટી જાય,

m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'

વધુ વાંચો

સંપૂર્ણ સ્થિતિસ્થાપક અથડામણો

સંપૂર્ણ સ્થિતિસ્થાપક અથડામણો

બે પદાર્થોની અથડામણને સંપૂર્ણ સ્થિતિસ્થાપક અથડામણ કહેવામાં આવે છે જો અથડામણ પહેલા દરેક પદાર્થનો વેગ અથવા ગતિ ઊર્જા અથડામણ પછી દરેક પદાર્થના વેગ અને ગતિ ઊર્જા સમાન હોય. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સંપૂર્ણ સ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં ગતિના સંરક્ષણનો નિયમ અને ગતિ ઊર્જાના સંરક્ષણનો નિયમ લાગુ પડે છે. સ્થિતિસ્થાપક શબ્દનો ઉપયોગ સૂચવે છે કે અથડામણ પછી, બે પદાર્થો એકબીજા સાથે ચોંટી જતા નથી અથવા એકબીજા સાથે જોડાયેલા નથી પરંતુ ઉછળે છે. દરેક પદાર્થનો વેગ સંરક્ષણ પામે છે.

દરેક પદાર્થનો વેગમાન સચવાય છે.

વધુ વાંચો

કાર્ય-યાંત્રિક ઊર્જા સિદ્ધાંત

કાર્ય-યાંત્રિક ઊર્જા સિદ્ધાંત

કાર્ય-ગતિ ઊર્જા પ્રમેય જણાવે છે કે ચોખ્ખું કાર્ય અથવા ચોખ્ખા બળ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય ગતિ ઊર્જામાં ફેરફાર સમાન છે.

ડબલ્યુ નેટ = પ્રતિ ટી – પ્રતિ ઓ = 1⁄2 મીટર(v t 2 – v o 2 )

W નેટ = બે પ્રકારના બળ હોય છે, રૂઢિચુસ્ત બળ અને બિન-રૂઢિચુસ્ત બળ. આમ, નેટ વર્કમાં રૂઢિચુસ્ત બળ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય અને બિન-રૂઢિચુસ્ત બળ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્યનો સમાવેશ થાય છે તેવું ગણી શકાય.

ડબલ્યુ સી + ડબલ્યુ એનસી = Δકેઇ

વધુ વાંચો

રૂઢિચુસ્ત દળો દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય સંભવિત ઊર્જા

રૂઢિચુસ્ત દળો દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય સંભવિત ઊર્જા

એક પદાર્થનું અવલોકન કરો જે ઊભી રીતે ઉપર તરફ ખસે છે અને મહત્તમ ઊંચાઈએ પહોંચ્યા પછી તેની શરૂઆતની સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે. જ્યારે પદાર્થ ઊભી રીતે ઉપર તરફ ખસે છે, ત્યારે વજન પદાર્થ પર નકારાત્મક કાર્ય કરે છે. જ્યારે પદાર્થ ઉપર તરફ ખસે છે, ત્યારે પદાર્થની ઊંચાઈ વધે છે. તેથી, પદાર્થની ગુરુત્વાકર્ષણ સંભવિત ઊર્જા પણ વધે છે. એવું નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે વજન દ્વારા કરવામાં આવેલ નકારાત્મક કાર્ય પદાર્થની ગુરુત્વાકર્ષણ સંભવિત ઊર્જા (PE) માં વધારા જેટલું છે.

વધુ વાંચો

રૂઢિચુસ્ત બળ અને બિન-રૂઢિચુસ્ત બળ

રૂઢિચુસ્ત બળ અને બિન-રૂઢિચુસ્ત બળ

૧. રૂઢિચુસ્ત દળ

૧.૧ વજન (w)

રૂઢિચુસ્ત બળ અને બિન-રૂઢિચુસ્ત બળ ૧કોઈ પદાર્થ મહત્તમ ઊંચાઈ સુધી પહોંચે ત્યાં સુધી ઊભી રીતે ઉપર તરફ ખસે છે અને પછી તેની શરૂઆતની સ્થિતિ તરફ નીચે તરફ ખસે છે તેનું અવલોકન કરો. જ્યારે h દ્વારા ઊભી રીતે ઉપર તરફ ખસે છે, ત્યારે વજન વિસ્થાપનની દિશામાં વિરુદ્ધ હોય છે. આમ, વજન પદાર્થ પર નકારાત્મક કાર્ય કરે છે. 

W = wh (cos 180 o ) = – wh = – mgh

મહત્તમ ઊંચાઈએ પહોંચ્યા પછી, પદાર્થ તેની શરૂઆતની સ્થિતિ તરફ h દ્વારા નીચે તરફ ખસે છે. નીચે તરફ ખસતી વખતે, વજન વિસ્થાપનની દિશામાં જ હોય ​​છે. કારણ કે તે વિસ્થાપનની દિશામાં જ છે, વજન સકારાત્મક કાર્ય કરે છે.

વધુ વાંચો