സമമർദ്ദ പ്രക്രിയ

 

ഒരു വ്യൂഹത്തിന്റെ മർദ്ദം സ്ഥിരമായി നിലനിൽക്കുന്ന ഒരു തരം താപഗതികപ്രക്രിയയാണ് സമമർദ്ദ പ്രക്രിയ (Isobaric Process) : Δ P = 0. സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന താപം പ്രവർത്തി ചെയ്യുന്നു, എന്നു മാത്രമല്ല വ്യൂഹത്തിന്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിന് ( U) മാറ്റം വരുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. വ്യൂഹം പുറത്തേയ്ക്ക് ചെയ്ത പ്രവർത്തിയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നതിന് അധികചിഹ്നം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിലെ സ്ഥിരം ചിഹ്നന കീഴ്വഴക്കമാണ് ഈ ലേഖനത്തിലും ഉപയോഗിച്ചിട്ടുളളത്. ഇതേ കീഴ്വഴക്കപ്രകാരം ഒന്നാം താപഗതികനിയമമനുസരിച്ച്,

മഞ്ഞ പ്രദേശം പ്രവർത്തിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു

$Q=\Delta U+W\,$

ഇവിടെ W വർക്ക്, U ആന്തരിക ഊജ്ജം, Q താപം. അടച്ച വ്യൂഹത്തിന്റെ മർദ്ദ- വ്യാപ്ത പ്രവർത്തി ഇനിപ്പറയുന്നതായി നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:

$W=\int \!p\,dV\,$

ഇവിടെ Δ എന്നാൽ മുഴുവൻ പ്രക്രിയയിലും ഉണ്ടായ മാറ്റത്തെയും, d എന്നത് ഒരു അവകലനത്തെയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മർദ്ദം സ്ഥിരമായതിനാൽ ഇതിന്റെ അർത്ഥം ചുവടെ,

$W=p\Delta V\,$ .

മാതൃകാ വാതക നിയമം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇത് ഇങ്ങനെയാകുന്നു

$W=n\,R\,\Delta T$

R വാതക സ്ഥിരാങ്കത്തെയും, n എന്നത് പദാർത്ഥത്തിന്റെ അളവിനെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അത് സ്ഥിരമായി തുടരുമെന്ന് കരുതപ്പെടുന്നു (ഉദാ. ഒരു രാസപ്രവർത്തന സമയത്ത് അവസ്ഥാ പരിവർത്തനം ഇല്ല). ഇക്വിപാർട്ടിഷൻ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം വ്യൂഹത്തിന്റെ താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു

$\Delta U=n\,c_{V,m}\,\Delta T$ ,

ഇവിടെ c _{V, m} എന്നത് സ്ഥിരവ്യാപ്തത്തിലുളള മോളീയ താപ ധാരിതയാണ്.

അവസാന രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളെ ആദ്യത്തെ സമവാക്യത്തിലേക്ക് ആരോപിച്ചാൽ:

${\begin{aligned}Q&=n\,c_{V,m}\,\Delta T+n\,R\,\Delta T\\Q&=n\Delta T(c_{V,m}+R)\\Q&=n\Delta Tc_{P,m}\end{aligned}}$

ഇവിടെ c_P എന്നാൽ സ്ഥിരമർദ്ദത്തിലുളള മോളീയ താപ ശേഷി ആണ്_.

വിശിഷ്ട താപധാരിത

ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന വാതകത്തിന്റെ മോളീയ താപധാരിത കണ്ടെത്തുന്നതിന്, കലോറികമായി പൂർണതയുളള ഏതൊരു പൊതു വാതകത്തിനും ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യങ്ങൾ ബാധകമാണ്.

മോളീയ സമവ്യാപ്ത വിശിഷ്ടതാപം:

$c_{V}={\frac {R}{\gamma -1}}$ .

ഇതിലെ γ എന്ന സ്വഭാവ വിശേഷതയെ ഒന്നുകിൽ താപബദ്ധസൂചിക അല്ലെങ്കിൽ താപധാരിത അംശബന്ധം എന്നറിയപ്പെടുന്നു. . ചില പ്രസിദ്ധീകരണങ്ങളിൽ γ -ക്കു പകരം k ഉപയോഗിച്ചേക്കാം.

മോളീയ സമമർദ്ദ വിശിഷ്ടതാപം:

$c_{p}={\frac {\gamma R}{\gamma -1}}$ .

വായുവും അതിന്റെ ഘടകങ്ങളും പോലുളള ദ്വയാറ്റോമിക വാതകങ്ങൾക്ക് γ യുടെ മൂല്യം γ=7/5 ഉം കുലീന വാതകങ്ങൾ പോലുളള ഏകാറ്റോമിക വാതകങ്ങൾക്ക് γ=5/3 ഉം ആയിരിക്കും. ഇത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിൽ വിശിഷ്ടതാപത്തിന്റെ സമവാക്യം മാറ്റം വരും:

ഏകാറ്റോമികം:

$c_{V}={\tfrac {3}{2}}R$ ഉം $c_{P}={\tfrac {5}{2}}R$

ദ്വയാറ്റോമികം:

$c_{V}={\tfrac {5}{2}}R$ ഉം, $c_{P}={\tfrac {7}{2}}R$

പ്രാരംഭ, അന്തിമ താപസ്ഥിത അവസ്ഥകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു നേരായ തിരശ്ചീന രേഖയായാണ് പി - വി രേഖാചിത്രത്തിൽ ഒരു സമമർദ്ദ പ്രക്രിയ കാണിക്കുന്നത്. പ്രക്രിയ വലതുവശത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നുവെങ്കിൽ, അത് ഒരു വികാസമാണ്. പ്രക്രിയ ഇടതുവശത്തേക്ക് നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ, അത് ഒരു സമ്മർദ്ദനമാണ്.

പ്രവർത്തിയുടെ ചിഹ്നനരീതി

• വ്യാപ്തത്തെ സമ്മർദ്ദനം ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ (Δ V. = അവസാന വോളിയം - പ്രാരംഭ വോളിയം < 0), ആയതിനാൽ W < 0. അതായത്, സമമർദ്ദ സമ്മർദ്ദനം സംഭവിക്കുമ്പോൾ വാതകം ന്യൂനപ്രവർത്തിയാണ് ചെയ്യുന്നത്, അല്ലെങ്കിൽ ചുറ്റുപാട് ധനപ്രവർത്തി ചെയ്തു എന്നും പറയാം.
• വ്യാപ്തം വികസിക്കുകയാണെങ്കിൽ (V. = അവസാന വോളിയം - പ്രാരംഭ വോളിയം> 0), കൂടാതെ, ഡബ്ല്യു > 0. അതായത്, സമമർദ്ദ വികാസം സംഭവിക്കുമ്പോൾ വാതകം പോസിറ്റീവ് താപം സ്വീകരിക്കുകയും ചുറ്റുപാട് ന്യൂന താപം സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്തു എന്നു പറയാം.
• വ്യൂഹത്തിലേക്ക് താപം ചേർത്തിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, Q. > 0. അതായത്, സമമർദ്ദ വികാസം സംഭവിക്കുമ്പോൾ, വാതകത്തിലേയ്ക്ക് പോസിറ്റീവ് താപം ചേർക്കപ്പെടുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ തുല്യമായി, ചുറ്റുപാടിന് നെഗറ്റീവ് താപം ലഭിക്കുന്നു.
• വ്യൂഹം താപം പുറന്തള്ളുകയാണെങ്കിൽ, Q. < 0. അതായത്, സമമർദ്ദ സമ്മർദ്ദനം / തണുപ്പിക്കൽ സമയത്ത്, വാതകത്തിലേക്ക് നെഗറ്റീവ് താപം ചേർക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ തുല്യമായി, പോസിറ്റീവ് ചൂട് ചുറ്റുപാടിന് ലഭിക്കുന്നു.

പദോൽപ്പത്തി

"ഐസോബറിക്" എന്ന വിശേഷണം ഗ്രീക്ക് പദങ്ങളായ ഐസോസ് അഥവാ "തുല്യം" എന്നും ബാരോസ് അഥവാ ഭാരം എന്നും ഉളള പദങ്ങളിൽ നിന്നാണ് ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്.

ഇതും കാണുക

• താപബദ്ധ പ്രക്രിയ
• ചാക്രിക പ്രക്രിയ
• സമവ്യാപ്ത പ്രക്രിയ
• സമതാപ പ്രക്രിയ
• പോളിട്രോപിക പ്രക്രിയ
• സമഎന്താൽപി പ്രക്രിയ