گرومودا نیٹ ورکس
نمی ہوا میں پانی کے بخارات کی مقدار بتاتی ہے۔ جب بارش ہوتی ہے تو ماحول بہت مرطوب ہوتا ہے کیونکہ ہوا میں پانی کے بخارات بہت زیادہ ہوتے ہیں۔ اس کے برعکس، اگر ہوا میں پانی کے بخارات بہت کم ہوں تو ہوا بنجر ہے۔ ہوا میں پانی کے بخارات کی مقدار نسبتا نمی سے ظاہر ہوتی ہے۔
رشتہ دار نمی ایک خاص درجہ حرارت پر پانی کے سیر شدہ بخارات کے دباؤ سے بھاپ کے جزوی دباؤ کا تناسب ہے (بھاپ آبی بخارات ہے)۔ رشتہ دار نمی فیصد میں ظاہر کی جاتی ہے، ریاضی کے مطابق:
اگر غور سے دیکھا جائے تو ابتدائی طور پر دہن سے اٹھنے والا دھواں دیکھا جا سکتا ہے۔ تھوڑی دیر بعد دھواں نہیں دیکھا جا سکتا۔ کیا آپ نے پرفیوم استعمال کیا ہے؟ اگرچہ آپ کمرے میں پرفیوم چھڑکتے ہیں، دوسرے لوگ جو گھر سے باہر ہیں وہ بھی پرفیوم کی خوشبو محسوس کر سکتے ہیں۔ اگر ماں باورچی خانے میں لذیذ اور لذیذ کھانا پکاتی ہے تو اس کی خوشبو پڑوسی کے گھر سے بھی محسوس کی جا سکتی ہے۔ ایسا کیوں ہے؟
اور بھی بہت سی مثالیں ہیں۔ اگر آپ ایک گلاس میں سیاہی کے چند قطرے ڈالتے ہیں جس میں صاف پانی، سیاہی، یا کھانے کا رنگ یکساں طور پر پورے پانی میں پھیل جائے گا۔ یہ خود بخود ہوتا ہے۔ کچھ پچھلی مثالیں بازی کے واقعات ہیں جن کا اکثر روزمرہ کی زندگی میں تجربہ ہوتا ہے۔ بازی مادہ کو زیادہ ارتکاز سے کم ارتکاز میں منتقل کرنے کا عمل ہے۔ ارتکاز سے کیا مراد ہے کسی مادے کے فی حجم کے مالیکیولز/مولز کی تعداد۔ اعلی ارتکاز والی جگہ ایک ایسی جگہ ہے جہاں ہر حجم کے حساب سے مادوں کے بہت سے مالیکیول ہوتے ہیں۔ اس کے برعکس، کم ارتکاز وہ جگہیں ہیں جہاں فی حجم چند مالیکیولز ہوتے ہیں۔
ایک موناٹومک مثالی گیس میں توانائی
موناٹومک آئیڈیل گیس میں توانائی موناٹومک آئیڈیل گیس مالیکیولز کی ٹرانسلشنل حرکی توانائی کی کل مقدار ہے۔ مثالی گیس کے مالیکیولز کی ترجمہی حرکی توانائی کی کل مقدار = ہر مالیکیول کی اوسط مترجم حرکی توانائی کی پیداوار اور مالیکیولز کی تعداد (N)۔ ریاضی کے لحاظ سے:
توانائی کی تقسیم کا نظریہ کلرک میکسویل نے شماریاتی میکانکس کا استعمال کرتے ہوئے نظریاتی طور پر اخذ کیا تھا۔ اسے تھیوریم کہا جاتا ہے کیونکہ تجربہ کے ذریعے کوئی ثبوت نہیں ملتا۔ توانائی کی تقسیم کا مطلب ہے توانائی کی مساوی تقسیم۔
KE = گیس کے مالیکیولز کی اوسط مترجم حرکی توانائی (جول)
k = Boltzmann's constant = 1.38 x 10 -23 J/K
T = مثالی گیس مالیکیول کا مطلق درجہ حرارت (کیلون)
دباؤ کے علاوہ، ایک مقدار جو گیس کی میکروسکوپک نوعیت کو بیان کرتی ہے درجہ حرارت (T) ہے۔ گیس پریشر کی مساوات:
حرکی نظریہ کہتا ہے کہ ہر مادہ ایٹموں یا مالیکیولز پر مشتمل ہوتا ہے اور یہ کہ ایٹم یا مالیکیول مسلسل لاپرواہی سے حرکت کرتے ہیں۔ حرکی نظریہ کا یہ مفروضہ گیس کے اجزاء کے ایٹم یا مالیکیول کی صورت حال اور حالت سے میل کھاتا ہے۔ گیس بنانے والے ایٹموں یا مالیکیولز کے درمیان کشش کی قوت کمزور ہوتی ہے تاکہ ایٹم یا مالیکیول آزادانہ طور پر حرکت کر سکیں۔
آرٹیکل بوائل کا قانون، چارلس کا قانون، ہم جنس پرستوں کا قانون
بوائل کا قانون
رابرٹ بوائل (1627-1691) نے گیس کے دباؤ اور حجم کے درمیان مقداری تعلق کی تحقیقات کے لیے تجربات کیے تھے۔ یہ تجربہ ایک بند کنٹینر میں گیس کی ایک خاص مقدار ڈال کر کیا جاتا ہے۔ ایک بہت اچھے نقطہ نظر تک، اس نے محسوس کیا کہ اگر گیس کا درجہ حرارت مستقل رکھا جائے، تو جب گیس کا دباؤ بڑھتا ہے، تو گیس کا حجم کم ہو جاتا ہے۔ اسی طرح جب گیس کا پریشر کم ہوتا ہے تو گیس کا حجم بڑھ جاتا ہے۔ گیس کا دباؤ گیس کے حجم کے الٹا متناسب ہے۔ یہ رشتہ Boyle's Law کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ریاضی کے لحاظ سے:
Boyle، Charles Law اور Gay-Lussac کے گیس کے قوانین گیس کی تمام شرائط پر لاگو نہیں ہوتے، اس لیے ہمارا تجزیہ مزید مشکل ہو جاتا ہے۔ لہذا، مثالی گیس ماڈل پیش کیا. روزمرہ کی زندگی میں مثالی گیس موجود نہیں ہے۔ مثالی گیس تجزیہ کی سہولت کے لیے ایک بہترین شکل ہے۔ گیس کے اس مثالی تصور کا وجود بھی گیس کے تین قوانین کے درمیان تعلق کا جائزہ لینے میں ہماری مدد کرتا ہے۔
درجہ حرارت، حجم اور گیس کے دباؤ کے درمیان تعلق
مندرجہ بالا تین گیس قوانین کا حوالہ دے کر، ہم درجہ حرارت، حجم، اور گیس کے دباؤ کے درمیان زیادہ عمومی تعلق حاصل کر سکتے ہیں۔
تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون کا مخصوص بیان تمام ناقابل واپسی عمل کے لیے بیان نہیں کر سکتا، اس لیے ہمیں ایک عمومی بیان کی ضرورت ہے۔ اس عمومی بیان سے توقع کی جاتی ہے کہ کائنات میں ہونے والے تمام ناقابل واپسی عمل کی وضاحت ہو گی۔ تھرموڈینامکس کے دوسرے قانون کا عمومی بیان انیسویں صدی کے وسط میں اینٹروپی (S) نامی مقدار کے ذریعے وضع کیا گیا تھا۔ Entropy سب سے پہلے Clausius کی طرف سے متعارف کرایا گیا تھا اور Carnot سائیکل (کامل کیلورک انجن) سے تیار کیا گیا تھا. Clausius کے مطابق، ایک نظام کے ذریعے اینٹروپی تبدیلیوں کا تجربہ کیا جاتا ہے، جب نظام کو ایک مستقل درجہ حرارت پر اضافی حرارت (Q) ملتی ہے، جس کی نمائندگی مساوات سے ہوتی ہے:
کولنگ مشین کی کارکردگی کے گتانک کے بارے میں مضمون
کولنگ مشین ایک مشین ہے جو کم درجہ حرارت والی جگہ سے گرمی لیتی ہے، پھر اسے زیادہ درجہ حرارت والے علاقے میں منتقل کرتی ہے۔ اس عمل کو انجام دینے کے لیے، مشین کو کام کرنا چاہیے کیونکہ گرمی قدرتی طور پر زیادہ درجہ حرارت سے کم درجہ حرارت کی طرف بہتی ہے۔ یہ کلاسیئس کے بیان سے ہے:
کولنگ مشین کے لیے بغیر کام کے، کم درجہ حرارت والی جگہ سے گرمی کو زیادہ درجہ حرارت والی جگہ پر منتقل کرنا ناممکن ہے (تھرموڈائینامکس کا دوسرا قانون—کلاسیئس کا بیان)۔
کم درجہ حرارت (Q L ) سے اعلی درجہ حرارت (Q H ) میں حرارت کی منتقلی کے لیے مشین (W) کام کرتی ہے ۔ توانائی کے تحفظ کی بنیاد پر، Q L + W = Q H۔