ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ

ಶಾಖ ಎಂಜಿನ್‌ನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು , ಸಾಡಿ ಕಾರ್ನೋಟ್ (1796-1832) ಎಂಬ ಫ್ರೆಂಚ್ ವಿಜ್ಞಾನಿ 1824 ರಲ್ಲಿ ಒಂದು ಆದರ್ಶ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಕ್ಯಾಲೋರಿಕ್ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದರು. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮ ಅಥವಾ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೇ ನಿಯಮವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಶಾಖವು ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಇನ್ನೂ ತಿಳಿದಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಜೌಲ್ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು 1830 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಶಾಖವು ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಂದಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಆದ್ದರಿಂದ, 1830 ರ ನಂತರ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಯಿತು. ಸಾಡಿ ಕಾರ್ನೋಟ್ 1824 ರಲ್ಲಿ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಆದರ್ಶ ಕ್ಯಾಲೋರಿಕ್ ಎಂಜಿನ್ ಅನ್ನು ಸಂಶೋಧಿಸುತ್ತಿದ್ದರು. ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಯು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ಉಗಿ ಎಂಜಿನ್‌ನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದಾಗಿತ್ತು. ಆ ಕಾಲದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಗಿ ಎಂಜಿನ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದವು.

ಮತ್ತಷ್ಟು ಓದು

ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸಲು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೇ ನಿಯಮವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದರು. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೇ ನಿಯಮವು ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಯಾವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಯಾವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. RJE ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ (1822-1888) ಎಂಬ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಹೇಳಿಕೆಯನ್ನು ನೀಡಿದರು:

ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ, ಶಾಖವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ; ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ, ಶಾಖವು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಮುಂದುವರಿಯುವುದಿಲ್ಲ (ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಎರಡನೇ ನಿಯಮ - ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್‌ನ ಹೇಳಿಕೆ).

ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ ಹೇಳಿಕೆಯು ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೇ ನಿಯಮದ ವಿಶೇಷ ಹೇಳಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ವಿಶೇಷ ಹೇಳಿಕೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಒಂದು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹೇಳಿಕೆಯು ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, ನಮಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೇಳಿಕೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೇ ನಿಯಮದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಹೇಳಿಕೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ಶಾಖ ಎಂಜಿನ್‌ಗಳ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಾವು ಮೊದಲು ಎಂಜಿನ್ ಶಾಖವನ್ನು ಚರ್ಚಿಸುತ್ತೇವೆ.

ಮತ್ತಷ್ಟು ಓದು

ಲೇಖನ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು : ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಐಸೊಬಾರಿಕ್

ನಾಲ್ಕು ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್, ಐಸೊಕೋರಿಕ್, ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಮತ್ತು ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು.

ಸಮತಾಪಿक ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ)

ಸಮತಾಪಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವಾಗಿದೆ. ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ತಾಪಮಾನವು ಆದರ್ಶ ಆಂತರಿಕ ಅನಿಲ ಶಕ್ತಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ (U = 3/2 n RT). T ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ U ಕೂಡ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸಮತಾಪಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಉಷ್ಣಬಲ ಸಮೀಕರಣದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವು ಹೀಗಾಗುತ್ತದೆ:

ಮತ್ತಷ್ಟು ಓದು

ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಶಾಖ (Q) ಎಂದರೆ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ಒಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಇನ್ನೊಂದು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಚಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಸರಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಶಾಖ ಎಂದರೆ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ಪರಿಸರದಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಚಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಶಾಖವು ಹರಿಯುತ್ತದೆ. ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಶಾಖವು ಪರಿಸರದಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಹರಿಯುತ್ತದೆ.

ಶಾಖ (Q) ಎಂದರೆ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಶಕ್ತಿ, ಆದರೆ ಕೆಲಸ (W) ಎಂದರೆ ಕೆಲಸದ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರೆ, ಶಕ್ತಿಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಪರಿಸರವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರೆ, ಶಕ್ತಿಯು ಪರಿಸರದಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.

ಮತ್ತಷ್ಟು ಓದು