இயற்பியல் விதிகளின் கீழ் மேற்கொள்ளப்படும் தொடர்ச்சியான ஆய்வுகள் மற்றும் சோதனைகளை உள்ளடக்கிய சொல் இது, இது பூமியின் கூறுகளின் சமநிலையை விரிவாக பகுப்பாய்வு செய்கிறது, அத்துடன் வெப்பம் மற்றும் ஆற்றல் கிரகத்தின் வாழ்க்கையையும் கிரகத்தையும் எவ்வாறு பாதிக்கிறது என்பதை விரிவாக ஆராய்கிறது. அதை உருவாக்கும் பொருட்கள். இதிலிருந்து, தொழில்துறை செயல்முறைகளுக்கு உதவும் வெவ்வேறு இயந்திரங்களை உருவாக்க முடிந்தது. இந்த வார்த்தை கிரேக்க சொற்களான ομο மற்றும் from என்பதிலிருந்து வந்தது, இதன் பொருள் “தெர்மோ” மற்றும் “வெப்பம்.
வெப்ப இயக்கவியல் என்றால் என்ன
பொருளடக்கம்
வெப்ப இயக்கவியலின் வரையறை, வெப்ப ஆற்றலை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றுவதை நிர்வகிக்கும் சட்டங்களுடன் குறிப்பாக கையாளும் விஞ்ஞானம் என்பதைக் குறிக்கிறது. இது மூன்று அடிப்படைக் கொள்கைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் வெளிப்படையான தத்துவ தாக்கங்களைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் இயற்பியலில் மிகவும் தொலைநோக்குடைய கருத்தாக்கங்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.
இதற்குள், விரிவான மற்றும் விரிவாக்கப்படாத அளவுகள் போன்ற பல்வேறு முறைகள் மற்றும் தேவையான பொருள்களைப் பாராட்டுதல் ஆகியவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. விரிவான ஒன்று உள் ஆற்றல், மோலார் கலவை அல்லது தொகுதி மற்றும் இரண்டாவது, அதன் பங்கிற்கு, அழுத்தத்தை ஆய்வு செய்கிறது, வெப்பநிலை மற்றும் வேதியியல் திறன்; அப்படியிருந்தும், துல்லியமான பகுப்பாய்விற்கு பிற அளவுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
வெப்ப இயக்கவியல் என்ன படிக்கிறது
அமைப்புகளுக்கு இடையிலான வெப்ப ஆற்றலின் பரிமாற்றங்களையும், அத்தகைய பரிமாற்றங்கள் குறிக்கும் இயந்திர மற்றும் வேதியியல் நிகழ்வுகளையும் வெப்ப இயக்கவியல் ஆய்வு செய்கிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில், இயந்திர ஆற்றலை வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றும் நிகழ்வுகளை ஆய்வு செய்வதற்கான பொறுப்பு அல்லது அதற்கு நேர்மாறாக, வெப்ப இயக்கவியல் மாற்றங்கள் என்று அழைக்கப்படும் நிகழ்வுகள்.
இது ஒரு நிகழ்வியல் விஞ்ஞானமாகக் கருதப்படுகிறது, ஏனெனில் இது பொருள்கள் மற்றும் பிறவற்றின் மேக்ரோஸ்கோபிக் ஆய்வுகளில் கவனம் செலுத்துகிறது. இதேபோல், புள்ளிவிவர இயக்கவியல் போன்ற அதன் பகுப்பாய்வு பொருள்களில் அடையாளம் காண முற்படும் நிகழ்வுகளை விளக்க மற்ற விஞ்ஞானங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்புகள் அவற்றின் பண்புகளை கலக்க உதவும் சில சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
அதன் அடிப்படைக் கொள்கைகளில் ஆற்றலின் மூலம், ஒரு உடலில் இருந்து இன்னொரு உடலுக்கு வெப்பத்தின் மூலம் மாற்ற முடியும். அது போன்ற ஆய்வு பல பகுதிகளில் பயன்படுத்தப்படும் பொறியியல் அதே, இயந்திரங்களின் வளர்ச்சி இணைந்து மாற்றமாகும், இரசாயன எதிர்வினைகள் மற்றும் ஆய்வு செய்வது, கருப்பு ஓட்டைகள்.
தெர்மோடைனமிக் அமைப்பு என்றால் என்ன
ஒரு வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு உடல் அல்லது உடல்களின் தொகுப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதன் மீது ஒரு வெப்ப இயக்க மாற்றம் நடைபெறுகிறது. ஒரு அமைப்பின் ஆய்வு மாநிலத்திலிருந்து தொடங்கி, அதாவது ஒரு குறிப்பிட்ட தருணத்தில் அதன் உடல் நிலைகளிலிருந்து செய்யப்படுகிறது. நுண்ணிய மட்டத்தில், நிறை, அழுத்தம், வெப்பநிலை போன்ற ஆயத்தொலைவுகள் அல்லது வெப்ப மாறிகள் மூலம் மாநிலத்தை விவரிக்க முடியும், அவை சரியாக அளவிடக்கூடியவை, ஆனால் நுண்ணிய அளவில், உருவாகும் பின்னங்கள் (மூலக்கூறுகள், அணுக்கள்) நுண்ணிய பண்புகள் இறுதியில் சார்ந்திருக்கும் இந்த துகள்களின் நிலைகள் மற்றும் வேகங்களின் தொகுப்பை அடையாளம் காணவும்.
கூடுதலாக, ஒரு தெர்மோடைனமிக் சிஸ்டம் என்பது விண்வெளியின் ஒரு பகுதி, இது மேற்கொள்ளப்படும் ஆய்வுக்கு உட்பட்டது மற்றும் அது உண்மையான அல்லது கற்பனையான ஒரு மேற்பரப்பால் வரையறுக்கப்படுகிறது. அதனுடன் தொடர்பு கொள்ளும் அமைப்புக்கு வெளியே உள்ள பகுதி கணினி சூழல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. தெர்மோடைனமிக் அமைப்பு அதன் சூழலுடன் பொருள் மற்றும் ஆற்றல் பரிமாற்றம் மூலம் தொடர்பு கொள்கிறது.
அமைப்பை அதன் மீதமுள்ள சூழலில் இருந்து பிரிக்கும் மேற்பரப்பு ஒரு சுவர் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் அதன் குணாதிசயங்களின்படி அவை மூன்று வகைகளாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:
தெர்மோடைனமிக் அமைப்பைத் திறக்கவும்
இது ஆற்றலுக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான பரிமாற்றம்.
மூடிய வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு
இது பொருளை பரிமாறாது, ஆனால் அது ஆற்றலை பரிமாறிக்கொள்ளும்.
தனிமைப்படுத்தப்பட்ட வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு
இது பொருளையோ சக்தியையோ பரிமாறாது.
வெப்ப இயக்கவியலின் கோட்பாடுகள்
வெப்ப இயக்கவியல் என்பது சில அடிப்படைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்புகளைக் குறிக்கும் அடிப்படை இயற்பியல் அளவுகளைத் தீர்மானிக்கின்றன. இந்த கோட்பாடுகள் சில நிபந்தனைகளின் கீழ் அவர்களின் நடத்தை என்ன என்பதை விளக்குகின்றன மற்றும் சில நிகழ்வுகள் தோன்றுவதைத் தடுக்கின்றன.
ஒரு உடல் வெப்ப சமநிலையில் இருப்பதாகக் கூறப்படுகிறது, அது உணரும் மற்றும் வெளியேறும் வெப்பம் சமமாக இருக்கும். இந்த வழக்கில் அதன் அனைத்து புள்ளிகளின் வெப்பநிலையும் மாறாமல் இருக்கும். வெப்ப சமநிலையின் ஒரு முரண்பாடான வழக்கு சூரியனுக்கு வெளிப்படும் இரும்பு.
இந்த உடலின் வெப்பநிலை, சமநிலையை அடைந்தவுடன், சுற்றுச்சூழலை விட அதிகமாக இருக்கும், ஏனெனில் சூரிய சக்தியின் தொடர்ச்சியான பங்களிப்பு உடல் கதிர்வீச்சு மற்றும் அதன் கடத்தல் மற்றும் வெப்பச்சலனத்தால் இழக்கப்படுவதன் மூலம் ஈடுசெய்யப்படுகிறது.
வெப்பவியக்கவியலின் பூஜ்யம் கொள்கை தொடர்பு இரண்டு உடல்கள் வெப்ப சமநிலையை அடையும் பிறகு அதே வெப்பநிலையில் இருக்கும் போது அல்லது வெப்பவியக்கவியலின் பூஜ்யம் சட்டம் உள்ளது. குளிர்ந்த உடல் வெப்பமடைகிறது மற்றும் வெப்பமான ஒன்று குளிர்ச்சியடைகிறது என்பதை எளிதில் புரிந்து கொள்ள முடியும், இதனால் வெப்பநிலையில் அவற்றின் வேறுபாடு குறையும் போது அவற்றுக்கிடையே வெப்பத்தின் நிகர ஓட்டம் குறைகிறது.
"> ஏற்றுகிறது…வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் கொள்கை ஆற்றலைப் பாதுகாப்பதற்கான கொள்கையாகும் (ஒழுங்காகவும், பொருளின் ஆற்றலின் சார்பியல் கோட்பாட்டிற்கு இணங்கவும்) அதன்படி அது உருவாக்கப்படவில்லை அல்லது அழிக்கப்படவில்லை, இருப்பினும் இது ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் மாற்றப்படலாம் மற்றொருவருக்கு.
எரிசக்தி கொள்கையின் பொதுமைப்படுத்தல் ஒரு அமைப்பின் உள் சக்தியின் மாறுபாடு என்பது மேற்கொள்ளப்பட்ட மற்றும் மாற்றப்பட்ட வேலைகளின் கூட்டுத்தொகை என்பதை உறுதிப்படுத்த அனுமதிக்கிறது, இது ஒரு தர்க்கரீதியான கூற்று, வேலை மற்றும் வெப்பம் ஆற்றலை மாற்றுவதற்கான வழிகள் என்றும் அது இல்லை என்றும் நிறுவப்பட்டதிலிருந்து உருவாக்க அல்லது அழிக்க.
ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றல் வெவ்வேறு ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகை மற்றும் அதை உருவாக்கும் அனைத்து துகள்களின் கூட்டுத்தொகை என புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது, அதாவது: மொழிபெயர்ப்பின் இயக்க ஆற்றல், சுழற்சி மற்றும் அதிர்வு, பிணைப்பின் ஆற்றல், ஒத்திசைவு போன்றவை.
முதல் கொள்கையானது, சில சமயங்களில், முதல் வகையான நிரந்தர மொபைலின் இருப்பு சாத்தியமற்றது, அதாவது, அது தன்னை வெளிப்படுத்தும் எந்த வகையிலும் ஆற்றல் நுகர்வு இல்லாமல் வேலையை உருவாக்கும் சாத்தியம் என்று கூறப்பட்டுள்ளது.
வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது கொள்கை
இந்த இரண்டாவது கொள்கை உடல் நிகழ்வுகளின் மீளமுடியாத தன்மையைக் கையாளுகிறது, குறிப்பாக வெப்ப பரிமாற்றத்தின் போது.
இயற்கையாக நிகழும் மாற்றங்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளைக் கொண்டிருக்கின்றன, எப்போதும் கவனிக்கப்படாமல், அது தன்னிச்சையாக எதிர் திசையில் மேற்கொள்ளப்படுகின்றன என்பதை ஏராளமான சோதனை உண்மைகள் நிரூபிக்கின்றன.
வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது கொள்கை தன்னிச்சையான மாற்றங்கள் நிகழும் உணர்வைப் பற்றி என்ன அனுபவம் கற்பிக்கிறது என்பதற்கான பொதுமைப்படுத்தல் ஆகும். இது உண்மையில் சமமான பல்வேறு சூத்திரங்களை ஆதரிக்கிறது. பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளரும் கணிதவியலாளருமான லார்ட் கெல்வின் 1851 ஆம் ஆண்டில் இந்த சொற்களில் இதைக் கூறினார்: "ஒரே மாதிரியான வெப்பநிலையின் ஒரு மூலத்திலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்பட்ட வெப்பத்தின் வேலையாக மாற்றப்படுவதன் ஒரே மாற்றத்தை மாற்ற முடியாது"
இயற்பியலில் வெப்ப இயக்கவியலின் மிக முக்கியமான விதிகளில் இதுவும் ஒன்று; அவை பல வழிகளில் வடிவமைக்கப்படலாம் என்றாலும், அவை அனைத்தும் மீளமுடியாத தன்மை மற்றும் என்ட்ரோபியின் கருத்து விளக்கத்திற்கு இட்டுச் செல்கின்றன. ஜேர்மன் இயற்பியலாளரும் கணிதவியலாளருமான ருடால்ப் கிளாசியஸ் ஒரு சமத்துவமின்மையை ஒரு தன்னிச்சையான வெப்ப மூலங்களின் வெப்பநிலைக்கும் அவை வழங்கிய உறிஞ்சும் வெப்பத்தின் அளவிற்கும் இடையே தொடர்புடைய ஒரு சமத்துவமின்மையை நிறுவினார், ஒரு பொருள் எந்தவொரு சுழற்சி செயல்முறையிலும் செல்லும்போது, மீளக்கூடிய அல்லது மாற்ற முடியாத, வெப்பத்தை பரிமாறிக்கொள்ளும் ஆதாரங்கள்.
ஒரு நீர் மின் நிலையத்தில், அணைக்கப்பட்ட நீரின் சாத்தியமான ஆற்றலிலிருந்து மின் ஆற்றல் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. குழாய்களின் வழியாக நீர் இறங்கும்போது இந்த சக்தி இயக்க ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது, மேலும் இந்த இயக்க ஆற்றலின் ஒரு சிறிய பகுதி ஒரு விசையாழியின் சுழற்சி இயக்க சக்தியாக மாற்றப்படுகிறது, அதன் அச்சு ஒரு மின்மாற்றியின் தூண்டியின் அச்சுடன் ஒருங்கிணைக்கிறது, இது சக்தியை உருவாக்குகிறது மின்.
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் கொள்கை, ஒரு வடிவ ஆற்றலிலிருந்து இன்னொரு வடிவத்திற்கு மாற்றங்களில் ஆரம்ப சக்தியின் அதிகரிப்பு அல்லது குறைவு ஏற்படவில்லை என்பதை உறுதிப்படுத்த அனுமதிக்கிறது, இரண்டாவது கொள்கையானது அந்த ஆற்றலின் ஒரு பகுதி வெப்ப வடிவத்தில் சுடப்பட்டிருக்கும் என்று நமக்கு சொல்கிறது.
வெப்ப இயக்கவியலின் மூன்றாவது கொள்கை
மூன்றாவது விதி 1906-1912 ஆண்டுகளில் வேதியியலாளர் வால்டர் நெர்ன்ஸ்டால் உருவாக்கப்பட்டது, அதனால்தான் இது பெரும்பாலும் நெர்ன்ஸ்டின் தேற்றம் அல்லது நெர்ன்ஸ்டின் போஸ்டுலேட் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. வெப்ப இயக்கவியலின் இந்த மூன்றாவது கொள்கை ஒரு முழுமையான பூஜ்ஜிய அமைப்பின் என்ட்ரோபி ஒரு திட்டவட்டமான மாறிலி என்று கூறுகிறது. ஏனென்றால், அதன் நில நிலையில் பூஜ்ஜிய வெப்பநிலை அமைப்பு இருப்பதால், அதன் என்ட்ரோபி நில நிலையின் சீரழிவால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. 1912 ஆம் ஆண்டில், நெர்ன்ஸ்ட் இவ்வாறு சட்டத்தை நிறுவினார்: "எந்தவொரு நடைமுறையினாலும் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கையிலான படிகளில் T = 0 என்ற சமவெப்பத்தை அடைவது சாத்தியமில்லை"
வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறைகள்
வெப்ப இயக்கவியல் என்ற கருத்தில், செயல்முறைகள் என்பது ஒரு அமைப்பில் நிகழும் மாற்றங்கள் மற்றும் ஆரம்ப சமநிலையின் நிலையிலிருந்து இறுதி சமநிலையின் நிலைக்கு எடுக்கும். செயல்முறை முழுவதும் மாறாமல் வைக்கப்பட்டுள்ள மாறிக்கு ஏற்ப இவை வகைப்படுத்தப்படுகின்றன.
உட்புற எரிப்பு இயந்திரத்தில் பிஸ்டன்களின் இயக்கத்தை செய்ய காற்று-எரிபொருள் கலவையை பற்றவைக்கும் வரை பனி உருகுவதிலிருந்து ஒரு செயல்முறை ஏற்படலாம்.
வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பில் மாறுபடும் மூன்று நிபந்தனைகள் உள்ளன: வெப்பநிலை, அளவு மற்றும் அழுத்தம். தெர்மோடைனமிக் செயல்முறைகள் வாயுக்களில் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன, ஏனெனில் திரவங்கள் அடக்கமுடியாதவை மற்றும் தொகுதி மாற்றங்கள் ஏற்படாது. மேலும், அதிக வெப்பநிலை காரணமாக, திரவங்கள் வாயுக்களாக மாறுகின்றன. திடப்பொருட்களில், வெப்ப இயக்கவியல் ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்படுவதில்லை, ஏனெனில் அவை அளவிட முடியாதவை, அவற்றில் எந்த இயந்திர வேலைகளும் இல்லை.
வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறைகளின் வகைகள்
இந்த செயல்முறைகள் அவற்றின் அணுகுமுறைக்கு ஏற்ப வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, வெப்பநிலை, அழுத்தம் அல்லது தொகுதி ஆகிய மாறிகளில் ஒன்றை மாறாமல் வைத்திருக்க. கூடுதலாக, ஆற்றல் பரிமாற்றம் மற்றும் அதன் அனைத்து மாறிகள் மாற்றியமைத்தல் போன்ற பிற அளவுகோல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
சமவெப்ப செயல்முறை
சமவெப்ப செயல்முறைகள் அனைத்தும் அமைப்பின் வெப்பநிலை நிலையானதாக இருக்கும். இது வேலை செய்வதன் மூலம் செய்யப்படுகிறது, இதனால் மற்ற மாறிகள் (பி மற்றும் வி) காலப்போக்கில் மாறுகின்றன.
ஐசோபரிக் செயல்முறை
ஐசோபரிக் செயல்முறை என்பது அழுத்தம் நிலையானதாக இருக்கும். வெப்பநிலை மற்றும் அளவின் மாறுபாடு அதன் வளர்ச்சியை வரையறுக்கும். வெப்பநிலை மாறும்போது தொகுதி சுதந்திரமாக மாறலாம்.
ஐசோகோரிக் செயல்முறைகள்
ஐசோகோரிக் செயல்முறைகளில் தொகுதி மாறாமல் இருக்கும். கணினி எந்த வேலையும் (W = 0) உருவாக்காதவையாகவும் இது கருதப்படலாம்.
அடிப்படையில், அவை உடல் அல்லது வேதியியல் நிகழ்வுகளாகும், அவை எந்தவொரு கொள்கலனுக்கும்ள், கிளறினாலும் இல்லாவிட்டாலும் ஆய்வு செய்யப்படுகின்றன.
அடிபயாடிக் செயல்முறை
அடிபயாடிக் செயல்முறை என்பது வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறை, இதில் அமைப்பிலிருந்து வெளிப்புறமாக அல்லது எதிர் திசையில் வெப்ப பரிமாற்றம் இல்லை. இந்த வகை செயல்முறையின் எடுத்துக்காட்டுகள் பானங்களுக்கான தெர்மோஸில் மேற்கொள்ளக்கூடியவை.
"> ஏற்றுகிறது…வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறைகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்
- ஐசோகோரிக் செயல்முறையின் ஒரு எடுத்துக்காட்டு: வாயுவின் அளவு மாறாமல் வைக்கப்படுகிறது. எந்தவொரு வெப்பநிலை மாற்றமும் நிகழும்போது, அது ஒரு அழுத்த மாற்றத்துடன் இருக்கும். பிரஷர் குக்கரில் நீராவியைப் போலவே, அது வெப்பமடையும் போது அதன் அழுத்தத்தை அதிகரிக்கிறது.
- ஐசோதர்மல் செயல்முறையின் எடுத்துக்காட்டு: வாயு வெப்பநிலை நிலையானதாக வைக்கப்படுகிறது. அளவு அதிகரிக்கும் போது அழுத்தம் குறைகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, வெற்றிடத்தை உருவாக்கும் இயந்திரத்தில் ஒரு பலூன் வெற்றிடம் உருவாக்கப்படுவதால் அதன் அளவை அதிகரிக்கிறது.
- அடிபயாடிக் செயல்முறை தொடர்பாக: எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சைக்கிள் டயர் பணவீக்க விசையியக்கக் குழாயில் பிஸ்டனின் சுருக்கம் அல்லது ஒரு சிரிஞ்சின் உலக்கை விரைவாக சிதைப்பது, முன்பு அதை செருகப்பட்ட கடையின் துளை மூலம் சுருக்கவும்.
