ऊर्जा संरक्षण का नियम

ऊर्जा संरक्षण के नियम के बारे में लेख

ऊर्जा के रूप

हमारे दैनिक जीवन में ऊर्जा के अनेक रूप मौजूद हैं। कार्य और ऊर्जा के विषय में हम पहले ही यांत्रिक ऊर्जा के दो रूपों से परिचित हो चुके हैं, अर्थात् संभावित ऊर्जा सज्जन गतिज ऊर्जागुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा, प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा और बल सहित कई प्रकार की स्थितिज ऊर्जाएँ होती हैं।पी बिजलीगतिज ऊर्जा दो प्रकार की होती है, अर्थात् स्थानांतरीय गतिज ऊर्जा और घूर्णी गतिज ऊर्जा।

एक स्वादिष्ट, पका हुआ आम जब अपनी डंठल से लटका होता है, तो उसमें गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। यही बात तब भी लागू होती है जब आप जमीन से एक निश्चित ऊंचाई पर होते हैं, उदाहरण के लिए, छत पर। किसी वस्तु में पृथ्वी के सापेक्ष उसकी स्थिति के कारण गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है।

गुलेल के खींचे हुए रबर बैंड में प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा होती है। खींचे हुए रबर में निहित प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के कारण गुलेल पत्थर को फेंक सकती है। इसी प्रकार, तीरंदाज द्वारा खींचा गया धनुष खींचे हुए धनुष में निहित प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा के कारण तीर को आगे बढ़ा सकता है।

विशाल पदार्थों में पाई जाने वाली स्थितिज और गतिज ऊर्जा के अलावा, जो हम अक्सर रोजमर्रा की जिंदगी में देखते हैं, ऊर्जा के अन्य रूप भी होते हैं। इनमें विद्युत ऊर्जा, परमाणु ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा आदि शामिल हैं। गतिज सिद्धांत के उद्भव के बाद, यह कहा गया कि अन्य रूपों में ऊर्जा (विद्युत ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा आदि) परमाणु या आणविक स्तर पर गतिज ऊर्जा या स्थितिज ऊर्जा होती है। भोजन और ईंधन में संग्रहित रासायनिक ऊर्जा को अणुओं में संग्रहित स्थितिज ऊर्जा माना जाता है, क्योंकि अणुओं को बनाने वाले परमाणुओं के बीच विद्युत बल (जिन्हें रासायनिक बंध भी कहा जाता है) मौजूद होते हैं। विद्युत ऊर्जा, चुंबकीय ऊर्जा और परमाणु ऊर्जा को भी परमाणु स्तर पर गतिज ऊर्जा या स्थितिज ऊर्जा माना जा सकता है।

ऊर्जा के स्वरूप में परिवर्तन

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ऊर्जा एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित हो सकती है। स्थूल स्तर पर, हम ऊर्जा रूपांतरण के अनगिनत उदाहरण पा सकते हैं। डंठल से लटके हुए आम में गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है। जैसे-जैसे आम जमीन की ओर गिरता है, जमीन की ओर अपने पथ पर उसकी स्थितिज ऊर्जा कम होती जाती है। जैसे ही वह गिरना शुरू करता है, स्थितिज ऊर्जा कम हो जाती है क्योंकि जमीन से आम की ऊर्ध्वाधर दूरी कम हो जाती है। यह ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है क्योंकि स्थिर गुरुत्वाकर्षण त्वरण के कारण आम की गति बढ़ जाती है। खींचे हुए गुलेल में संग्रहित प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा, गुलेल का खिंचाव छोड़ने पर पत्थर की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो सकती है... एक मुड़े हुए धनुष में भी प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा होती है।

एक घुमावदार धनुष में प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा को तीर की स्थानान्तरणीय गतिज ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है। सूक्ष्म स्तर पर भी ऊर्जा रूपांतरण के उदाहरण मिलते हैं। जब आप नियॉन लाइट जलाते हैं, तो विद्युत ऊर्जा साथ ही प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। एक अन्य उदाहरण विद्युत ऊर्जा का घूर्णी गतिज ऊर्जा में रूपांतरण है (जैसे पंखा), आदि। विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण की यह प्रक्रिया वास्तव में परमाणु या आणविक स्तर पर स्थितिज ऊर्जा और गतिज ऊर्जा के बीच परिवर्तन के कारण होती है।

ऊर्जा के स्वरूप में परिवर्तन में आमतौर पर ऊर्जा का एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरण शामिल होता है।

ऊर्जा के रूपांतरण में आमतौर पर एक वस्तु से दूसरी वस्तु में ऊर्जा का स्थानांतरण शामिल होता है। एक घुमावदार धनुष में प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा होती है। जब धनुष को पीछे खींचा जाता है, तो धनुष की प्रत्यास्थ स्थितिज ऊर्जा तीर की स्थानांतरीय गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। साथ ही, ऊर्जा धनुष से तीर में स्थानांतरित हो जाती है। जब आप रुकी हुई मोटरसाइकिल को धक्का देते हैं, तो आपके शरीर की रासायनिक स्थितिज ऊर्जा मोटरसाइकिल की स्थानांतरीय गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। साथ ही, ऊर्जा आपसे मोटरसाइकिल में स्थानांतरित हो जाती है। बांध के शीर्ष पर मौजूद पानी में गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा होती है।a जैसे-जैसे पानी गिरता है, उसकी गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। गिरता हुआ पानी फिर टरबाइन को चलाता है। जैसे-जैसे पानी टरबाइन को घुमाता है, उसकी गतिज ऊर्जा घूर्णी गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। साथ ही, ऊर्जा पानी से टरबाइन में स्थानांतरित होती है।

ऊर्जा के स्थानांतरण से ही कार्य संपन्न होता है।

प्रत्येक उदाहरण में जो दिया गया है diजैसा कि पहले चर्चा की गई है, ऊर्जा का स्थानांतरण हमेशा प्रयास या कार्य के साथ होता है। जब ऊर्जा धनुष से तीर तक जाती है, तो धनुष तीर पर कार्य करता है। जब ऊर्जा आपसे मोटरसाइकिल तक जाती है, तो आप मोटरसाइकिल पर कार्य करते हैं। जब ऊर्जा पानी से टरबाइन तक जाती है, तो पानी टरबाइन पर कार्य करता है। यदि कोई कार्य न होता, तो धनुष छोड़ने पर तीर नहीं चलता, और न ही खराब मोटरसाइकिल धक्का देने पर चलती। यही बात टरबाइन पर भी लागू होती है। लेकिन वास्तव में, तीर, खराब मोटरसाइकिल और टरबाइन तीनों गतिमान होते हैं।के. डीनिष्कर्ष यह निकलता है कि जब ऊर्जा एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित होती है तो हमेशा कार्य (W) किया जाता है।

हालांकि मुझे पहले से ही पता है किa ऊर्जा हमेशा अपना रूप बदलती रहती है।केडीएक वस्तु से दूसरी वस्तु में ऊर्जा का स्थानांतरण होता है, लेकिन वैज्ञानिक अभी तक इस निष्कर्ष पर नहीं पहुंच पाए हैं कि ऊर्जाi शाश्वत। वैज्ञानिक ऊष्मा के अस्तित्व से हैरान हैं। घर्षण के कारण ही गति उत्पन्न होती है। उदाहरण के लिए, आप फर्श पर एक ब्लॉक को धकेलते हैं। जब आप ब्लॉक को धकेलते हैं, तो आपके शरीर की रासायनिक स्थितिज ऊर्जा ब्लॉक की स्थानान्तरणीय गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। साथ ही, ऊर्जा आपके शरीर से ब्लॉक में स्थानांतरित होती है। जब ऊर्जा आपके शरीर से ब्लॉक में स्थानांतरित होती है, तो आप ब्लॉक पर कार्य करते हैं (कार्य = Fs)। स्वाभाविक रूप से, ब्लॉक गतिमान हो जाता है।

चलने के बाद, ब्लॉक आमतौर पर रुक जाता है। घर्षण के कारण ब्लॉक रुकता है। जहाँ घर्षण होता है, वहाँ ऊष्मा उत्पन्न होती है। Cअपनी हथेलियों को आपस में रगड़कर देखें। आपकी हथेलियाँ मुलायम महसूस होंगी। गर्म हाँ बीम के साथ भी ऐसा ही होता है। फर्श की सतह और बीम का आधार दोनों ही बन जाते हैं। हैंगट घर्षण के कारण। घर्षण को क्षयकारी बल भी कहा जाता है क्योंकि यह कुल यांत्रिक ऊर्जा (यांत्रिक ऊर्जा = स्थितिज ऊर्जा + गतिज ऊर्जा) को कम या समाप्त कर देता है। इस मामले में, घर्षण बल ब्लॉक की स्थानांतरीय गतिज ऊर्जा को समाप्त कर देता है। ब्लॉक की स्थानांतरीय गतिज ऊर्जा रासायनिक स्थितिज ऊर्जा से प्राप्त होती है।

कलोर

Sउन्नीसवीं सदी से पहले, किसी भी वैज्ञानिक को यह जानकारी नहीं थी। apa itu गर्मी atau ऊष्मा। एक सिद्धांत सामने आया कि ऊष्मा एक विशेष प्रकार का पदार्थ है (इस पदार्थ को कैलोरी कहा जाता है)। लेकिन पदार्थों की उपस्थिति नामित कैलोरी की पुष्टि नहीं की जा सकती इसका अस्तित्व. तब से 1830 के दशक के उत्तरार्ध में, जेम्स जूल (1818-1889)) ने एक प्रयोग किया और पाया कि गतिज ऊर्जा का नुकसान हमेशा उतना ही होता है जितना कि यदिr परिणामस्वरूप।

न तो ऊष्मा और न ही गतिज ऊर्जाk ये दोनों अलग-अलग रूप से शाश्वत हैं। जो शाश्वत है वह गतिज ऊर्जा और ऊष्मा की कुल मात्रा है। अपने प्रयोगों के परिणामों के आधार पर, जूल ने ऊष्मा स्थानांतरण के साथ तुलना की। dari उच्च तापमान वाली वस्तुएँ (गर्म वस्तुएँ) ke कम तापमान वाली वस्तुएं (ठंडी वस्तुएं)। Jऔले ने निष्कर्ष निकाला कि यदिr हैn ऊर्जा जोg तापमान के अंतर के कारण गति करना। यह स्थूल दृष्टिकोण से ऊष्मा की परिभाषा है। सूक्ष्म दृष्टिकोण से, गर्मी को समझाया जा सकता है गतिज सिद्धांत का उपयोग करते हुए।

गैसों के गति सिद्धांत के विषय में, हमने सीखा कि किसी वस्तु का तापमान उसमें मौजूद अणुओं की गतिज ऊर्जा का मापक होता है। किसी वस्तु का तापमान जितना अधिक होता है, उसमें मौजूद अणुओं की गतिज ऊर्जा उतनी ही अधिक होती है। गतिज ऊर्जा का संबंध गति की गति से होता है। अणुओं की गतिज ऊर्जा जितनी अधिक (EK जितनी अधिक) होती है, उनकी गति की गति (v जितनी अधिक) भी उतनी ही अधिक होती है। Aयदि हम किसी उच्च तापमान वाली वस्तु (गर्म वस्तु) को कम तापमान वाली वस्तु (ठंडी वस्तु) से स्पर्श करते हैं, तो ऊष्मा स्वतः ही उच्च तापमान वाली वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर प्रवाहित होती है।a हल्का तापमान। जब किसी वस्तु का तापमान बढ़ता है, किसी वस्तु को बनाने वाले अणुओं की गतिज ऊर्जा बढ़ जाती है (आणविक गति की रफ्तार बढ़ जाती है)। निष्कर्ष निकाला जा सकता है ऊष्मा तीव्र गति से चलने वाले अणुओं की गतिज ऊर्जा है।

यह जानने के बाद कि ऊष्मा एक ऊर्जा है जो गति प्रदान करती है करीना तापमान का अंतर (स्थूल अर्थ) या ऊष्मा तीव्र गति से चलने वाले अणुओं की गतिज ऊर्जा (सूक्ष्म अर्थ) है, अंततः वैज्ञानिकों का मानना ​​है किn ऊर्जा संरक्षण के नियम को प्रतिपादित करें:

ऊर्जा एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित हो सकती है, एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित हो सकती है, लेकिन कुल ऊर्जा कभी घटती या बढ़ती नहीं है।

Pऊर्जा के रूप में परिवर्तनi इसमें एक वस्तु से दूसरी वस्तु में ऊर्जा का स्थानांतरण शामिल होता है। ऊर्जा के प्रत्येक स्थानांतरण में प्रयास शामिल होता है, जिसे कार्य भी कहा जाता है। बरदासकर्ण वैज्ञानिकों द्वारा किए गए प्रयोगों और विश्लेषणों के आधार पर यह ज्ञात है कि ऊष्मा वास्तव में तापमान के अंतर के कारण स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा है (स्थूल स्तर पर समझ) या ऊष्मा तीव्र गतिमान अणुओं की गतिज ऊर्जा है (सूक्ष्म स्तर पर समझ)। हम कह सकते हैं कि ऊर्जा स्थानांतरण में कार्य (W) और ऊष्मा (Q) शामिल होते हैं। ऊष्मागतिकी का पहला नियम वह नियम है जो ऊष्मा और कार्य से जुड़े ऊर्जा स्थानांतरण की व्याख्या करता है। Kऊष्मा और कार्य ऊर्जा के रूप नहीं हैं।मैं, लेकिन केवल वस्तुओं के बीच, वस्तुओं और जीवित प्राणियों के बीच या जीवित प्राणियों और जीवित प्राणियों के बीच ऊर्जा के हस्तांतरण में शामिल।

ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम में, हम बहुत एक नई मात्रा, आंतरिक ऊर्जा (U) से परिचित हों। आंतरिक ऊर्जा अणुओं की कुल गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा है जो किसी अणु को बनाने वाले परमाणुओं या किसी वस्तु या सजीव प्राणी को बनाने वाले अणुओं के बीच परस्पर क्रिया के कारण उत्पन्न होती है। प्रत्येक वस्तु परमाणुओं या अणुओं से बनी होती है। इसलिए, ब्रह्मांड में प्रत्येक वस्तु में आंतरिक ऊर्जा होनी चाहिए। ऊष्मा और कार्य से जुड़ी प्रत्येक ऊर्जा स्थानांतरण प्रक्रिया के परिणामस्वरूप आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होता है।