ఫిజిక్స్

ఉష్ణ యంత్రం యొక్క సామర్థ్యాన్ని ఎలా పెంచాలో తెలుసుకోవడానికి , సాది కార్నోట్ (1796-1832) అనే ఫ్రెంచ్ శాస్త్రవేత్త 1824లో ఒక ఆదర్శ సైద్ధాంతిక ఉష్ణ యంత్రాన్ని పరిశీలించారు. ఆ సమయంలో, ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క మొదటి నియమం గానీ, రెండవ నియమం గానీ రూపొందించబడలేదు. ఉష్ణం అనేది ఒక శక్తి అని శాస్త్రవేత్తలకు ఇంకా తెలియకపోవడం వల్ల మొదటి నియమం రూపొందించబడలేదు. 1830లలో జూల్ మరియు అతని సహచరులు ప్రయోగాలు చేసిన తర్వాత, ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసాల కారణంగా ఉష్ణం అనేది ఒక శక్తిగా కదులుతుందని శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు. కాబట్టి, 1830 తర్వాత ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క మొదటి నియమం రూపొందించబడింది. సాది కార్నోట్ 1824లో ఆదర్శ సైద్ధాంతిక ఉష్ణ యంత్రంపై పరిశోధన చేస్తూ ఉన్నారు. వాస్తవానికి అతని పరిశోధన ఆవిరి యంత్రం యొక్క సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి ఉద్దేశించబడింది. ఆ కాలంలోని చాలా ఆవిరి యంత్రాలు తక్కువ సామర్థ్యంతో ఉండేవి.

ఇంకా చదవండి

తిరిగి మార్చలేని ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలను వివరించడానికి, శాస్త్రవేత్తలు ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క రెండవ నియమాన్ని రూపొందించారు. ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క రెండవ నియమం విశ్వంలో ఏ ప్రక్రియలు జరగగలవో మరియు ఏ ప్రక్రియలు జరగలేవో వివరిస్తుంది. ఆర్.జె.ఇ. క్లాసియస్ (1822-1888) అనే శాస్త్రవేత్త ఈ క్రింది ప్రకటన చేశారు:

సహజంగా, ఉష్ణం అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుల నుండి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువులకు ప్రసరిస్తుంది; సహజంగా, ఉష్ణం తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుల నుండి అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువులకు ప్రసరించదు (ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క రెండవ నియమం—క్లాసియస్ ప్రకటన).

క్లాసియస్ ప్రకటన ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క రెండవ నియమంలోని ప్రత్యేక ప్రకటనలలో ఒకటి. దీనిని ప్రత్యేక ప్రకటన అని అంటారు, ఎందుకంటే ఇది కేవలం ఉష్ణ బదిలీకి సంబంధించిన ఒకే ఒక ప్రక్రియకు మాత్రమే వర్తిస్తుంది. ఈ ప్రకటన ఇతర ప్రక్రియలకు సంబంధం లేనిది కాబట్టి, మనకు మరింత సాధారణ ప్రకటన అవసరం. ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క రెండవ నియమం యొక్క సాధారణ ప్రకటన అభివృద్ధి ఉష్ణ యంత్రాల అధ్యయనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. అందువల్ల, మనం మొదట యంత్ర ఉష్ణం గురించి చర్చిద్దాం.

ఇంకా చదవండి

వ్యాసం ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు : సమోష్ణ స్థిరోష్ణ సమఘన సమపీడన

నాలుగు ఉష్ణగతిక ప్రక్రియలు ఉన్నాయి, అవి సమోష్ణ, సమఘనపరిమాణ, సమపీడన మరియు స్థిరోష్ణ ప్రక్రియలు.

ఐసోథర్మల్ ప్రక్రియ (స్థిర ఉష్ణోగ్రత)

సమోష్ణ ప్రక్రియలో, వ్యవస్థ ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంచబడుతుంది. సిద్ధాంతపరంగా, విశ్లేషించబడిన వ్యవస్థ ఒక ఆదర్శ వాయువు. ఆదర్శ వాయువు ఉష్ణోగ్రత, ఆదర్శ వాయువు యొక్క అంతర్గత శక్తికి (U = 3/2 n RT) అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. T మారదు, కాబట్టి U కూడా మారదు. అందువల్ల, సమోష్ణ ప్రక్రియకు వర్తింపజేస్తే, ఉష్ణగతిక సమీకరణం యొక్క మొదటి నియమం ఇలా అవుతుంది:

ఇంకా చదవండి

ఉష్ణగతిక ప్రక్రియ

ఉష్ణం (Q) అనేది ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా ఒక వస్తువు నుండి మరొక వస్తువుకు ప్రసరించే శక్తి. వ్యవస్థలు మరియు పరిసరాల విషయానికి వస్తే, ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా వ్యవస్థ నుండి పరిసరాలకు ప్రసరించే శక్తి లేదా పరిసరాల నుండి వ్యవస్థకు ప్రసరించే శక్తినే ఉష్ణం అంటారు. వ్యవస్థ ఉష్ణోగ్రత పరిసర ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, ఉష్ణం వ్యవస్థ నుండి పరిసరాలకు ప్రవహిస్తుంది. పరిసర ఉష్ణోగ్రత వ్యవస్థ ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటే, అప్పుడు ఉష్ణం పరిసరాల నుండి వ్యవస్థకు ప్రవహిస్తుంది.

ఉష్ణం (Q) అనేది ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా ప్రసరించే శక్తి, కాగా పని (W) అనేది పని ద్వారా జరిగే శక్తి బదిలీకి సంబంధించినది. ఉదాహరణకు, వ్యవస్థ పరిసరాలపై పని చేస్తే, శక్తి వ్యవస్థ నుండి పరిసరాలకు ప్రసరిస్తుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, పరిసరాలు వ్యవస్థపై పని చేస్తే, శక్తి పరిసరాల నుండి వ్యవస్థకు ప్రసరిస్తుంది.

ఇంకా చదవండి