വിക്കിപീഡിയ

"താപഗതികം" എന്ന താളിന്റെ പതിപ്പുകൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം

നാൾപ്പതിപ്പുകൾ കാണുക
← മുൻപത്തെ വ്യത്യാസംഅടുത്ത വ്യത്യാസം →
Content deleted Content added
വ്യത്യാസം കാണൽവിക്കിഎഴുത്ത്
No edit summary
(ചെ.) യന്ത്രം - അക്ഷരപിശകുകൾ
വരി 1:
{{Prettyurl|Thermodynamics}}
[[പ്രമാണം:Triple expansion engine animation.gif|thumb|350px|right|ഇടതു ഭാഗത്തുള്ള ഒരു താപസ്രോതസ്സിൽ (ബോയ്ലർ) നിന്ന് ഊർജംഊർജ്ജം എടുത്ത് വലതു ഭാഗത്തുള്ള താപ സ്വീകരണിയിലേക്ക് (കണ്ടെൻസർ) ഊർജംഊർജ്ജം എത്തിക്കുന്ന ഒരു മാതൃകാ '''[[താപഗതികവ്യവസ്ഥ]]'''. ഇവിടെ [[പ്രവൃത്തി (താപഗതികം)|പ്രവൃത്തി]] പിസ്റ്റണുകളുടെ പരമ്പര ഉപയോഗിച്ചാണ് പുറത്തേക്കേത്തിക്കുന്നത്.]]
{{Science}}
[[താപോർജം|താപോർജത്തെ]] മറ്റ് വിവിധ ഊർജ രൂപങ്ങളിലേക്കും ([[യാന്ത്രികോർജം|യാന്ത്രിക]], [[രാസോർജം|രാസ]], [[വൈദ്യുതോർജം|വൈദ്യുത]] ഊർജരൂപങ്ങളിലേക്ക്), മറ്റ് വിവിധ ഊർജങ്ങളെ താപോർജമായി മാറ്റം വരുത്തുന്നതിനേയും അതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വിഷയങ്ങളെയും പറ്റി പഠിക്കുന്ന [[ഭൗതികശാസ്ത്രം|ഭൗതികശാസ്ത്ര ശാഖയാണ്]] '''താപഗതികം''' (ആംഗലേയം: Thermodynamics).പദാർത്ഥനിബദ്ധമായശരീരം, വികിരണം എന്നിവയുടെ ശരാശരി ഗുണവിശേഷങ്ങളെ വിശദീകരിക്കുന്ന ബഹുതല ചരങ്ങളെ ([[ഊഷ്മാവ്]], [[മർദ്ദം]], [[വ്യാപ്തം]] പോലെയുള്ളവ) താപഗതികം നിർവചിക്കുന്നു. താപഗതികം ഒരിക്കലും പദാർത്ഥത്തിന്റെ ലഘുതല ഗുണവിശേഷങ്ങളെ കുറിച്ച് പ്രതിപാദിക്കുന്നില്ല. ലഘുതല ഗുണവിശേഷങ്ങളെ കുറിച്ച് പ്രതിപാദിക്കുന്ന ഭൗതികശാസ്ത്ര ശാഖയാണ് [[സാംഖ്യികബലതന്ത്രം]].
വരി 27:
താപം എന്ന് സർവസാധാരണമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ആശയത്തിന്റെ നിർവചനം നല്കുന്നതാണ് താപഗതികത്തിന്റെ ഒന്നാം നിയമം. റഥർഫോർഡ്, ജൂൾ തുടങ്ങിയ ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളാണ് താപഗതികത്തിലെ ഒന്നാം നിയമത്തിന് അടിത്തറ പാകിയത്. അവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങൾ W = JH എന്നു തെളിയിച്ചു. ഇതുതന്നെയാണ് ഒന്നാം നിയമവും. J എന്നത് താപത്തിന്റെ യാന്ത്രിക തുല്യാങ്കം (mechanical equivalent of heat) ആണ്. അതായത് 'ഏതെങ്കിലും ഒരു പ്രവൃത്തിയുടെ (W) ഫലമായി താപം (H) ജന്യമാകുകയാണ് എങ്കിൽ ഓരോ നിശ്ചിത മാത്ര താപമേ ജന്യമാവുകയുള്ളൂ. മറിച്ച്, താപോർജം പ്രവൃത്തിയായി രൂപാന്തരപ്പെടുകയാണ് എങ്കിൽ എല്ലായ്പ്പോഴും നിശ്ചിത അളവ് താപത്തിൽ നിന്ന് ഒരു നിശ്ചിത മാത്ര പ്രവൃത്തി മാത്രമേ ജന്യമാവുകയുള്ളൂ'.
 
സാർവത്രികമായ ഊർജസംരക്ഷണ നിയമത്തിന്റെ മറ്റൊരു ആവിഷ്കരണം മാത്രമാണ് താപഗതികത്തിന്റെ ഒന്നാം നിയമം. ഈ തത്ത്വപ്രകാരം ഊർജംഊർജ്ജം നിർമിക്കുവാനോനിർമ്മിക്കുവാനോ നശിപ്പിക്കുവാനോ സാധിക്കുകയില്ല. എന്നാൽ ഒരു രൂപത്തിൽ നിന്നു മറ്റൊരു രൂപത്തിലേക്ക് ഊർജത്തെഊർജ്ജത്തെ മാറ്റിയെടുക്കാം. ഒരു വസ്തുവിന് നാം കൊടുക്കുന്ന താപം സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു എന്നു സാരം; രൂപമാറ്റങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം എന്നു മാത്രം. താപത്തിന്റെ ഏകകം (unit) കലോറിയും പ്രവൃത്തിയുടേയും ഊർജത്തിന്റെയുംഊർജ്ജത്തിന്റെയും ഏകകം എർഗും ആണ്.
 
1 കലോറി = 4.186 × 107 എർഗ്
വരി 33:
= 4.186 ജൂൾ ആണ്.
 
എല്ലാ യന്ത്രങ്ങളിലും കുറെയെങ്കിലും ഊർജംഊർജ്ജം രൂപാന്തരപ്പെട്ടാണ് പ്രവൃത്തി (work) ഉണ്ടാകുന്നത്. ഒന്നാം നിയമം താപത്തെ ഊർജ ത്തിന്റെ ഒരു രൂപമായി കാണുകയും യാന്ത്രികപ്രവൃത്തിയായി (mechanical work) അതിനെ പരിവർത്തനപ്പെടുത്തുകയും ശേഖരി ച്ചുവയ്ക്കുകയും ചെയ്യാം എന്ന് അനുശാസിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു വ്യൂഹത്തിലേക്കു മാറ്റിയ താപവും പ്രസ്തുത വ്യൂഹത്തിൽ ചെയ്ത പ്രവൃത്തിയും ചേർന്ന് വ്യൂഹത്തിന്റെ ആന്തരികോർജത്തിന്റെ (internal energy) വർധനവിനു കാരണമാകുന്നു. വ്യൂഹങ്ങൾ താപവും പ്രവൃത്തിയുമായി ഊർജങ്ങൾ പരസ്പരം കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്നു എന്നു സാരം. ക്ളോഷിയസ് ഒന്നാം നിയമത്തെ ഇപ്രകാരം ക്രോഡീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.
 
dQ = dU +dW
വരി 56:
താപോർജം യാന്ത്രികോർജമായി പരിവർത്തനം നടക്കുന്നത് ഏതൊക്കെ നിബന്ധനകൾക്കു വിധേയമായിട്ടാണ് എന്ന് രണ്ടാം നിയമം വിശദീകരിക്കുന്നു. ഈ നിയമപ്രകാരം താപോർജത്തെ പൂർണമായും യാന്ത്രികോർജമായി പരിവർത്തനപ്പെടുത്താൻ സാധിക്കുകയില്ല. ഒന്നും രണ്ടും താപഗതിക നിയമങ്ങളിൽ നിന്നാണ് എൻജിനീയറിങ്ങിലെ പ്രധാന താപഗതിക ബന്ധങ്ങൾ ഉരുത്തിരിഞ്ഞിട്ടുള്ളത്. ചക്രീയ (cyclic) സ്വഭാവമുളള്ള പ്രക്രിയകളിലൂടെ താപഗതികപ്രക്രിയകളെ വ്യാഖ്യാനിക്കാൻ കഴിയുന്നു. താപ എൻജിനുകളുടെ ദക്ഷത (efficiency) 100%-ൽ താഴെ ആയിരിക്കുമെന്നും രണ്ടാം നിയമം അനുശാസിക്കുന്നു. രണ്ടാം നിയമത്തേയും ഭൌതികസൈദ്ധാന്തികശാസ്ത്രജ്ഞർ താപഗതികത്തിലെ ഒന്നാം നിയമത്തേയും രണ്ടാം നിയമത്തേയും സംക്ഷിപ്തമായി ഇങ്ങനെയും നിർവചിക്കാറുണ്ട്:
 
1. ഒന്നാം നിയമം: "ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ആകെ ഊർജംഊർജ്ജം സുസ്ഥിരമാണ്; അത് കൂടുകയോ കുറയുകയോ ഇല്ല.
 
2. രണ്ടാം നിയമം: "ഈ പ്രപഞ്ചത്തിലെ ആകെ എൻട്രോപ്പി കൂടിക്കൊണ്ടേ ഇരിക്കും.
വരി 81:
 
=== മൂന്നാം താപഗതിക നിയമം ===
"താപനില പൂജ്യത്തോട് അടുക്കുമ്പോൾ ഏതൊരു സമതാപീയ, ഉത്ക്രമണ പ്രക്രിയയോടു ബന്ധപ്പെട്ടുള്ള എൻട്രോപ്പി വ്യത്യാസവും പൂജ്യത്തോട് അടുക്കുന്നു. എന്നതാണ് താപഗതികത്തിന്റെ മൂന്നാം നിയമം. പൂജ്യം കെൽവിൽ താപനില എന്നാൽ മർദവും പൂജ്യമാകണം. ഒരു മാർഗത്തിലൂടെയുംമാർഗ്ഗത്തിലൂടെയും കേവലപൂജ്യം (absolute zero)എന്ന താപനില കൈവരിക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നു മൂന്നാം നിയമം അനുശാസിക്കുന്നു. കേവലപൂജ്യം എന്നത് അനന്ത സ്പർശിയായി മാത്രം എത്തിച്ചേരാൻ കഴിയാവുന്ന ഒരു താപനിലയായി മാറുന്നു. അതിനാൽ മൂന്നാം നിയമത്തെ മറ്റൊരു രീതിയിലും നിർവചിക്കാറുണ്ട്: 'പരിമിതമായ സംക്രിയകൾ കൊണ്ട് ഒരു വ്യൂഹത്തെ കേവലപൂജ്യ താപനിലയിലെത്തിക്കാൻ ഏതു പ്രവർത്തനക്രമം മൂലവും എന്തുമാത്രം ആദർശപരമാക്കിയതായാലും അസാധ്യമാണ്'. 'കേവലപൂജ്യത്തിന്റെ അപ്രാപ്യതാതത്ത്വം' എന്നും ഈ നിയമത്തെ വിശേഷിപ്പിക്കാറുണ്ട്. താഴ്ന്ന താപനിലാപഠനങ്ങളിലും താപപ്രക്രിയകളുടെ ദിശാനിർണയനത്തിലും താപഗതികത്തിന്റെ മൂന്നാം നിയമം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.
 
താപഗതിക ഫലനങ്ങൾ (Thermodynamic functions). മർദം, താപനില, വ്യാപ്തം, ദ്രവ്യമാനം (mass) എന്നീ നാല് താപഗതിക ഗുണധർമങ്ങളെ മാത്രമേ നേരിട്ട് അളക്കാൻ സാധിക്കുകയുള്ളൂ. ആന്തരികോർജം, എൻട്രോപ്പി മുതലായവ നേരിട്ട് അളക്കാൻ പറ്റാത്തവയാണ്. എന്നാൽ ഈ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളേയും ബന്ധിപ്പിക്കാൻ താപഗതിക ഫലനങ്ങൾക്കു കഴിയുന്നു. മാക്സ് വെൽ സമീകരണങ്ങൾ (Maxwell equations) ആണ് ഇതിനായി സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
"https://ml.wikipedia.org/wiki/താപഗതികം" എന്ന താളിൽനിന്ന് ശേഖരിച്ചത്