ऊष्मप्रवैगिकी
साधारण शारीरिक प्रक्रियाओं की विषमता के समय का एक संक्षिप्त, शक्तिशाली और सामान्य खाता धीरे-धीरे थर्मोडायनामिक्स के विज्ञान के 19 वीं शताब्दी के विकास के दौरान एक साथ pieced किया गया था।
भौतिक प्रणालियों के प्रकार जिसमें स्पष्ट समय विषमताएं उत्पन्न होती हैं, वे हमेशा स्थूल रूप से होते हैं; विशेष रूप से, वे बड़ी संख्या में कणों से युक्त सिस्टम हैं। क्योंकि इस तरह की प्रणालियों में स्पष्ट रूप से विशिष्ट गुण होते हैं, ऐसे सिस्टम के एक स्वायत्त विज्ञान को विकसित करने के लिए कई जांचकर्ता काम करते हैं। जैसा कि होता है, इन जांचकर्ताओं को मुख्य रूप से भाप इंजनों के डिजाइन में सुधार करने से संबंधित था, और इसलिए उनके लिए प्रतिमान हित की प्रणाली, और जो अभी भी नियमित रूप से थर्मोडायनामिक्स की प्राथमिक चर्चा में अपील की गई है, वह गैस का एक बॉक्स है।
विचार करें कि गैस के बक्से की तरह किसी चीज़ के विवरण के लिए कौन सी शर्तें उपयुक्त हैं। पूर्ण संभव ऐसा खाता गैस और उसके बॉक्स बनाने वाले सभी कणों की स्थिति और वेग और आंतरिक गुणों का एक विनिर्देश होगा। उस जानकारी से, गति के न्यूटनियन नियम के साथ, अन्य सभी समयों में सभी कणों की स्थिति और वेग की गणना की जा सकती है, और, उन स्थितियों और वेगों के माध्यम से, गैस और बॉक्स के इतिहास के बारे में सब कुछ। प्रतिनिधित्व किया जा सकता है। लेकिन गणना, निश्चित रूप से बोझिल होगी। इस तरह की प्रणालियों के बारे में बात करने का एक अधिक सरल, अधिक शक्तिशाली और अधिक उपयोगी तरीका समग्र और आकार, आकार, द्रव्यमान और बॉक्स की गति जैसे समग्र और गैस के तापमान, दबाव और आयतन का उपयोग करेगा। यह सब के बाद, एक विधिपूर्वक तथ्य है कि अगर गैस के एक बॉक्स का तापमान काफी अधिक बढ़ा दिया जाता है, तो बॉक्स फट जाएगा, और अगर गैस का एक बॉक्स हर तरफ से लगातार निचोड़ा जाता है, तो इसे निचोड़ना मुश्किल हो जाएगा क्योंकि यह हो जाता है छोटे। हालांकि ये तथ्य न्यूटोनियन यांत्रिकी से काटे जाने योग्य हैं, फिर भी उन्हें अपने आप में व्यवस्थित करना संभव है- स्वायत्त थर्मोडायनामिक कानूनों का एक सेट तैयार करने के लिए जो सीधे तौर पर किसी भी स्थिति के तापमान, दबाव और गैस के आयतन से संबंधित हों, बिना किसी संदर्भ के पदों के लिए। कणों के वेग जिनमें से गैस होती है। इस विज्ञान के आवश्यक सिद्धांत इस प्रकार हैं।
वहाँ है, सबसे पहले, एक घटना जिसे गर्मी कहा जाता है। चीजें गर्मी और कूलर को अवशोषित करके गर्म हो जाती हैं। हीट एक ऐसी चीज है, जिसे एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित किया जा सकता है। जब एक गर्म शरीर को एक गर्म के बगल में रखा जाता है, तो ठंडा एक गर्म हो जाता है और गर्म एक ठंडा हो जाता है, और यह गर्म शरीर से कूलर एक तक गर्मी के प्रवाह के आधार पर होता है। मूल थर्मोडायनामिक जांचकर्ता सीधे प्रयोग और शानदार सैद्धांतिक तर्क के माध्यम से स्थापित करने में सक्षम थे, कि गर्मी ऊर्जा का एक रूप होना चाहिए।
ऐसे दो तरीके हैं जिनसे गैसें अपने परिवेश के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकती हैं: उष्मा के रूप में (जब विभिन्न तापमानों पर गैसों को एक दूसरे के साथ तापीय संपर्क में लाया जाता है) और यांत्रिक रूप में, काम के रूप में (जब कोई गैस धकेल कर भार उठाती है एक पिस्टन)। चूंकि कुल ऊर्जा का संरक्षण किया जाता है, इसलिए ऐसा होना चाहिए कि, किसी भी चीज के लिए जो कि गैस, DU = DQ + DW, से हो सकती है, जहां DU गैस की कुल ऊर्जा में परिवर्तन है, DQ वह ऊर्जा है जो गैस है गर्मी के रूप में अपने परिवेश से लाभ, और डीडब्ल्यू ऊर्जा है जो काम के रूप में अपने आस-पास की गैस को खो देती है। उपरोक्त समीकरण, जो कुल ऊर्जा के संरक्षण के कानून को व्यक्त करता है, को थर्मोडायनामिक्स के पहले नियम के रूप में संदर्भित किया जाता है।
ऊष्मप्रवैगिकी के मूल जांचकर्ताओं ने एक चर की पहचान की, जिसे उन्होंने एन्ट्रॉपी कहा, यह बढ़ जाता है लेकिन कभी नहीं घटने वाली सभी सामान्य शारीरिक प्रक्रियाओं में घट जाती है। एंट्रोपी बढ़ जाती है, उदाहरण के लिए, जब गर्मी अनायास गर्म सूप से ठंडी हवा में गुजरती है, जब धुआं अनायास एक कमरे में फैल जाता है, जब एक फर्श के साथ फिसलने वाली कुर्सी घर्षण के कारण धीमी हो जाती है, जब कागज उम्र के साथ गिरता है, जब कांच टूट जाता है, और जब एक बैटरी चलती है। ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम बताता है कि एक पृथक प्रणाली (कुल ऊर्जा तापमान प्रति इकाई तापमान जो उपयोगी कार्य करने के लिए अनुपलब्ध है) की कुल एन्ट्रोपी कभी भी घट नहीं सकती है।
इन दो कानूनों के आधार पर, मैक्रोस्कोपिक भौतिक प्रणालियों के थर्मोडायनामिक गुणों का एक व्यापक सिद्धांत प्राप्त किया गया था। एक बार कानूनों की पहचान की गई थी, हालांकि, न्यूटनियन यांत्रिकी के संदर्भ में उन्हें समझाने या समझने का सवाल स्वाभाविक रूप से स्वयं का सुझाव था। मैक्सवेल, जे। विलार्ड गिब्स (1839-1903), हेनरी पोइंके (1854-1912) और विशेष रूप से लुडविग एडुअर्ड बोल्ट्जमैन (1844–1906) द्वारा प्रयासों के क्रम में इस तरह की व्याख्या की कल्पना की गई थी कि दिशा की समस्या क्या है? समय पहले भौतिकविदों के ध्यान में आया।
