আদিবাটিক প্রক্রিয়া | এর সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ ধারণা এবং গ্রাফিকাল বক্ররেখা

আলোচনার বিষয়: অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া

  • আদিবাটিক প্রক্রিয়া সংজ্ঞা
  • অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া উদাহরণ
  • আদিবাটিক প্রক্রিয়া সূত্র
  • আদিবাটিক প্রক্রিয়া ডেরাইভেশন
  • আদিবাটিক প্রক্রিয়া সম্পন্ন কাজ
  • বিপরীতে পরিবর্তনশীল প্রক্রিয়া এবং অপরিবর্তনীয় আদ্যাব্যাটিক প্রক্রিয়া
  • আদিবাটিক গ্রাফ

আদিবাটিক প্রক্রিয়া সংজ্ঞা

থার্মোডিনামিক্সের প্রথম আইন মেনে চলার প্রক্রিয়াটি প্রসারণ বা সংক্ষেপণের সময় ঘটে থাকে যেখানে সিস্টেম থেকে আশেপাশে কোনও তাপের বিনিময় হয় না, এটি অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া হিসাবে পরিচিত হতে পারে। আইসোথার্মাল প্রক্রিয়া থেকে পৃথক, অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া কাজের আকারে আশেপাশে শক্তি স্থানান্তর করে। এটি হয় বিপরীতমুখী বা অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়া হতে পারে।

বাস্তবে, কোনও শারীরিক প্রক্রিয়া স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটতে পারে না এবং কোনও সিস্টেমকে পুরোপুরি উত্তাপিত করা যায় না বলে একটি নিখুঁত অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া কখনই পাওয়া যায় না।

থার্মোডায়নামিক্সের প্রথম আইন অনুসরণ করে যা বলে যে যখন শক্তি (কাজ, তাপ, বা পদার্থ) কোনও সিস্টেমে প্রবেশ করে বা বাইরে চলে যায় তখন সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি সেই অনুযায়ী সংরক্ষণের আইন অনুসারে পরিবর্তিত হয়, যেখানে ই হিসাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে অভ্যন্তরীণ শক্তি, যখন কিউ হ'ল সিস্টেমে তাপ যুক্ত হয় এবং ডব্লিউ কাজটি করে।

ΔE=Q-W

একটি আদ্যাব্যাটিক প্রক্রিয়ার জন্য যেখানে কোনও তাপের বিনিময় হয় না,

ΔE= -W

অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া সংঘটিত হওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শর্তগুলি হ'ল:

  • সিস্টেমটি অবশ্যই এর চারপাশ থেকে সম্পূর্ণ নিরোধক করা উচিত।
  • পর্যাপ্ত পরিমাণে তাপ স্থানান্তর হওয়ার জন্য, প্রক্রিয়াটি দ্রুত সম্পাদন করা উচিত।
আদিবাটিক প্রক্রিয়া
আদিবাটিক প্রক্রিয়া গ্রাফিকাল কার্ভ চিত্র ক্রেডিট: "ফাইল: আদিবাটিক প্রক্রিয়া.পিএনজি" ইউটা আওকি দ্বারা লাইসেন্সধীন রয়েছে is সিসি বাই-এসএ 3.0

আদিবাটিক প্রক্রিয়া উদাহরণ

  1. গরম গ্যাসগুলির মধ্যে একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনে প্রসারণ প্রক্রিয়া।
  2. ক্লাসিকভাবে কোয়ান্টাম হারমোনিক দোলক হিসাবে পরিচিত একটি দোলকের কোয়ান্টাম-মেকানিক অ্যানালগ।
  3. কুলিং সিস্টেমে গ্যাসগুলি তরল করা হয়।
  4. বায়ুসংক্রান্ত টায়ার থেকে ছেড়ে যাওয়া বায়ু অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়ার সর্বাধিক তাৎপর্যপূর্ণ এবং সাধারণ উদাহরণ instance
  5. একটি আইসবক্সে সঞ্চিত বরফ আশেপাশের অঞ্চলে তাপ এবং স্থানান্তরিত না হওয়ার নীতি অনুসরণ করে।
  6. কাজের উত্স হিসাবে তাপ হিসাবে মাঝারি হিসাবে ব্যবহার করে টারবাইনগুলি একটি দুর্দান্ত উদাহরণ হিসাবে বিবেচিত হয় কারণ এটি আশপাশের পরিবেশের তাপ হ্রাস পাওয়ায় এটি সিস্টেমের দক্ষতা হ্রাস করে।
আদিবাটিক প্রক্রিয়া পিস্টন আন্দোলনের উদাহরণ। চিত্র ক্রেডিট: আন্ডলাসআদিবাটিক-অপরিবর্তনীয়-রাষ্ট্র-পরিবর্তনসিসি 0

আদিবাটিক প্রক্রিয়া সূত্র

গাণিতিক শর্তাবলী একটি অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া এর প্রকাশ দেওয়া যেতে পারে:

ΔQ = 0

প্রশ্ন = 0,

=U = -W, (যেহেতু সিস্টেমে কোনও তাপ প্রবাহ নেই)

U = \ frac {3} {2} nR \ ডেল্টা টি = -ডাব্লু

অতএব,

ডাব্লু = \ frac {3} {2} nR (টি_ {i} - T_ {f})

এমন একটি সিস্টেম বিবেচনা করুন যেখানে কোনও স্থির অ্যাডিয়্যাব্যাটিক প্রক্রিয়াতে তাপ এবং কাজের মিথস্ক্রিয়া বাদ দেওয়া হয়। একমাত্র শক্তির ইন্টারঅ্যাকশনগুলি তার আশেপাশের সিস্টেমের সীমানা কাজ।

\ ডেল্টা কিউ = 0 = ডিউ + \ ডেল্টা ডাব্লু,

0 = dU + পিডিভি

আদর্শ গ্যাস

নির্দিষ্ট কাজ সম্পাদনের জন্য অনুপস্থিত ইউনিট তাপমাত্রার প্রতি তাপীয় শক্তির পরিমাণ কোনও সিস্টেমের এনট্রপি হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে। একটি অনুমানমূলক গ্যাস যা বিন্দু কণার এলোমেলো গতিতে আন্তঃখণ্ডের আণবিক মিথস্ক্রিয়াগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে আদর্শ।

আদর্শ গ্যাস সূত্রের গুড় ফর্মটি প্রদান করেছেন:

পিভি = আরটি

dU = C_ {v}। ডিটি

C_ {v} dT + (\ frac {RT} {V}) ডিভি = 0

\ রাইটারো \ frac {dT} {T} = - (\ frac {R} {C_ {v}}) \ frac {dV} {V}

সমীকরণ একীকরণ,

ln (\ frac {T_ {2}} {T_ {1}}) = (\ frac {R} {C_ {v}}) ln (\ frac {V_ {1}} {V_ {2}})

\ বাম (\ frac {T_ {2}} {T_ {1}} \ ডান) = \ বাম (\ frac {V_ {1}} {V_ {2}} \ ডান) \ frac {R} {C_ {v }}

আদিবাটিক প্রক্রিয়া সমীকরণ হিসাবে চিহ্নিত করা যেতে পারে:

পিভিওয়াই = ধ্রুবক

কোথায়,

  • পি = চাপ
  • ভি = ভলিউম
  • Y = আদিবাটিক সূচক; (গp/Cv)

একটি বিপরীতে পরিবর্তনশীল প্রক্রিয়া জন্য,

  • P1-ওয়াইTY = ধ্রুবক,
  • VTচ / 2 = ধ্রুবক,
  • TVওয়াই-1 = ধ্রুবক। (টি = পরম তাপমাত্রা)

এই প্রক্রিয়াটি আইসেন্ট্রোপিক প্রক্রিয়া হিসাবেও পরিচিত, এটি একটি আদর্শিক থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া যা ঘর্ষণবিহীন কাজের স্থানান্তর এবং অ্যাডিয়্যাব্যাটিক সমন্বিত। এই বিপরীতমুখী প্রক্রিয়াতে, তাপ বা কাজের স্থানান্তর হয় না।

আদিবাটিক প্রক্রিয়া ডেরাইভেশন

অভ্যন্তরীণ শক্তি পরিবর্তন dইউ সিস্টেমে কাজ করতে হবে dডাব্লু প্লাস তাপ যোগ করা dQ এটিকে থার্মোডাইনামিক্সের প্রথম আইন হিসাবে যুক্ত করা যেতে পারে যার মাধ্যমে অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়াটি উত্পন্ন করা যেতে পারে।

dU = dQ-dW

সংজ্ঞা অনুযায়ী, 

dQ = 0

তাই,

dQ = 0 = dU + dW

তাপ যোগ করা শক্তির পরিমাণকে বাড়িয়ে তোলে U পদার্থের 1 তিল জন্য তাপমাত্রা পরিবর্তনের একক বৃদ্ধির জন্য যুক্ত তাপের পরিমাণ হিসাবে নির্দিষ্ট তাপকে সংজ্ঞায়িত করে।

C_ {v} = \ frac {dU} {dT} (\ frac {1} {n})

(n হল মোল সংখ্যা), সুতরাং:

0 = পিডিভি + এনসি_ {ভি} ডিটি

থেকে প্রাপ্ত আদর্শ গ্যাস আইন,

পিভি = এনআরটি

পিডিভি + ভিডিপি = এনআরডিটি

সমীকরণ মার্জ করা হচ্ছে 1 এবং 2,

-পিডিভি = nC_ {v} dT = \ frac {C_ {v}} আর \ বাম (পিডিভি + ভিডিপি \ ডান) 0 = \ বাম (1+ \ frac {C_ {v}}} আর} \ ডান) পিডিভি + rac frac {C_ {v}} {R} VdP0 = \ বাম (\ frac {R + C_ {v}} {C_ {v}} \ ডান) \ frac {dV} V} + \ frac {dP} { পি

অবিচ্ছিন্ন চাপের জন্য সিp, তাপ যোগ করা হয় এবং,

সি_ {পি} = সি_ {ভি} + আর ০ = \ গামা \ বাম (\ frac {dV} {ভি} \ ডান) + \ frac {dP} {P}

γ হয় সুনির্দিষ্ট তাপ

am গামা = \ ফ্র্যাক {সি_ {পি}} {সি_ {ভি}

সংহতকরণ এবং পার্থক্য ধারণা ব্যবহার করে, এটি এখানে পৌঁছেছে:

d \ বাম (lnx \ ডান) = \ frac {dx} {x} 0 = \ গামা d \ বাম (lnV \ ডান) + ডি (lnP) 0 = ডি (am গামা lnV + lnP) = ডি (lnPV ^ { am গামা}) পিভি ^ {am গামা} = ধ্রুবক

উপরের এই সমীকরণটি প্রদত্ত আদর্শ গ্যাসের জন্য আসল হয়ে ওঠে যা অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়াটি ধারণ করে।

আদিবাটিক প্রক্রিয়া কাজ শেষ.

একটি চাপ জন্য P এবং একটি ক্রস-বিভাগীয় অঞ্চল A একটি অল্প দূরত্বে চলন্ত dx, অভিনয় করার শক্তি দেওয়া হবে:

এফ = পিএ

এবং সিস্টেমে কাজটি এইভাবে লেখা যেতে পারে:

dW = Fdx = PAdx = PdV

থেকে,

dW = PdV

গ্যাসের ভলিউম থেকে গ্যাসের প্রসারণের জন্য উত্পাদিত নেট ওয়ার্কi থেকে ভিf (ফাইনাল থেকে প্রাথমিক) হিসাবে দেওয়া হবে

ডাব্লু = এবিডিসির ক্ষেত্রফল অ্যাডিবাটিক প্রক্রিয়া সঞ্চালিত হিসাবে গ্রাফ প্লট করা থেকে। শর্তগুলি অনুসরণ করা একটি নিখুঁত গ্যাসের একক গ্রাম অণুতে নিখুঁতভাবে পরিচালনা না করা পিস্টন সিলিন্ডারের উদাহরণের সাথে যুক্ত। সিলিন্ডারের ধারকটি একটি অন্তরক উপাদান থেকে তৈরি করতে হবে এবং গ্রাফের দ্বারা বদ্ধ বাঁকটি আরও তীক্ষ্ণ হওয়া উচিত।

অন্যদিকে, বিশ্লেষণ পদ্ধতিতে সিস্টেমে করা কাজগুলি আবিষ্কার করা নিম্নরূপ হবে:

ডাব্লু = \ ইনট_ {0} ^ {ডাব্লু} ডিডব্লু = \ ইন্ট_ {ভি_ {1}} ^ {ভি_ {2}} পিডিভি —– (1)

প্রাথমিকভাবে, একটি আদ্যাব্যাটিক পরিবর্তনের জন্য, আমরা ধরে নিতে পারি:

পিভি _ {\ গামা} = ধ্রুবক = কে

যা হতে পারে,

থেকে (1),

ডাব্লু = \ ইনট_ {ভি_ {1}} ^ {ভি_ {2}} rac ফ্র্যাক {কে} {ভি ^ {\ গামা}} ডিভি = কে \ ইন_ {ভি_ {1}} ^ {ভি_ {2}} ভি ^ {- am গামা} ডিভি

ডাব্লু = কে \ বাম | rac frac {V ^ {1- am গামা}} {1- \ গামা} \ ডান | = \ ফ্র্যাক {কে} {1- am গামা} \ বাম [ভি_ {2} ^ {1- am গামা} -ভি_ { 1} ^ {1- am গামা} \ ডান]

সমাধানের জন্য,

পি_ {1} ভি_ {1} ^ {\ গামা} = পি_ {2} ভি_ {2} ^ {\ গামা} = কে

সুতরাং,

যা হলো,

টি নিচ্ছে1 এবং টি2 যথাক্রমে গ্যাসের প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত তাপমাত্রা হিসাবে,  

পি_ {1} ভি_ {1} ^ {\ গামা} = পি_ {2} ভি_ {2} ^ {\ গামা} = কে

 সমীকরণ এ এটি ব্যবহার করে (2),

ডাব্লু = \ বাম [\ frac {R} {1- am গামা} \ ডান] \ বাম [T_ {2} -T_ {1} \ ডান]

অথবা,

ডাব্লু = \ বাম [\ frac {R} {\ গামা -1} \ ডান] \ বাম [T_ {1} -T_ {2} \ ডান] —- (3)

কাজটি করার জন্য সম্প্রসারণের সময় প্রয়োজনীয় উত্তাপটি হ'ল:

= \ বাম [\ frac {R} {J (\ গামা -1)} \ ডান] \ বাম [T_ {1} -T_ {2} \ ডান]

যেহেতু আর সার্বজনীন গ্যাসের ধ্রুবক এবং অ্যাডিয়াব্যাটিক সম্প্রসারণের সময়, কাজটি তাপমাত্রা হ্রাসের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক, অন্যদিকে অ্যাডিয়াব্যাটিক সংকোচনের সময় যে কাজটি করা হয়েছিল তা নেতিবাচক।

তাই,

ডাব্লু = - \ বাম [\ frac {R} {\ গামা -1} \ ডান] \ বাম [T_ {1} -T_ {2} \ ডান]

অথবা,

ডাব্লু = - \ বাম [\ frac {R} {1- am গামা} \ ডান] \ বাম [T_ {2} -T_ {1} \ ডান] ---- \ বাম (4 \ ডান)

এটি হিসাবে দেওয়া যেতে পারে একটি adiabatic প্রক্রিয়া সম্পন্ন কাজ.

এবং প্রক্রিয়া চলাকালীন বহিষ্কৃত তাপ হয়:

আদিবাটিক গ্রাফ

থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়াতে বিভিন্ন বক্ররেখা
চিত্র ক্রেডিট: ব্যবহারকারী: স্তব্ধআদিবাটিকসিসি বাই-এসএ 3.0

অ্যাডিয়াব্যাটিক সম্প্রসারণ কার্ভের গাণিতিক প্রতিনিধিত্ব করে:

পিভি ^ {\ গামা} = সি

পি, ভি, টি হ'ল প্রক্রিয়াটির চাপ, ভলিউম এবং তাপমাত্রা। সিস্টেম হিসাবে প্রাথমিক পর্যায়ে শর্ত বিবেচনা করে পি1, ভি1, এবং টি1, পি হিসাবে চূড়ান্ত পর্যায়ে সংজ্ঞা দেওয়া2, ভি2, এবং টি2 যথাক্রমে পিভি গ্রাফ ডায়াগ্রামটি পিষ্টন সিলিন্ডার চলাচলের জন্য প্রাথমিকভাবে চূড়ান্ত থেকে চূড়ান্ত অবস্থায় এম কেজি এয়ারের জন্য উত্তপ্তভাবে আবদ্ধ করা হয়েছে।

অ্যাডিয়াব্যাটিক এন্ট্রপি, অ্যাডিয়াব্যাটিক সংকোচনের এবং সম্প্রসারণ

বাহ্যিক শক্তির উচ্চ চাপ থেকে নিম্ন চাপে স্থানান্তর না করে অবাধে প্রসারণের অনুমতি দেওয়া একটি গ্যাস অ্যাডিয়াব্যাটিক সম্প্রসারণ এবং সংক্ষেপণের আইন দ্বারা মূলত শীতল হবে। তেমনি, কোনও পদার্থের শক্তি স্থানান্তর না করে কোনও গ্যাসকে নিম্ন তাপমাত্রা থেকে আরও উল্লেখযোগ্য তাপমাত্রায় সংকুচিত করা হলে উত্তপ্ত হবে।

  • আশেপাশের বায়ুচাপ কমে গেলে এয়ার পার্সেলটি প্রসারিত হবে।
  • এই প্রক্রিয়াটির ক্ষেত্রে তারা সরাসরি আনুপাতিক হওয়ায় চাপ কমে যাওয়ার কারণে উচ্চতর উচ্চতায় তাপমাত্রার হ্রাস ঘটে।
  • শক্তিটি হয় প্রসারণের জন্য বা প্রক্রিয়াটির তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য এবং একই সাথে উভয় ক্ষেত্রেই ব্যবহার করতে পারে।

বিপরীতমুখী আদিয়াবাটিক প্রক্রিয়া

বিপরীতমুখী আদিয়াবাটিক প্রক্রিয়া চিত্র ক্রেডিট: আন্ডলাসআদিবাটিক-রিভার্সিবল-রাষ্ট্র-পরিবর্তনসিসি 0

dE = \ frac {dQ} T dT

সিস্টেমের এনট্রপি স্থির থাকে এমন ঘর্ষণবিহীন প্রক্রিয়াটি বিপরীত শব্দ হিসাবে খাড়া হয় আইসেন্ট্রোপিক প্রক্রিয়া এর অর্থ হ'ল এন্ট্রপির পরিবর্তন ধ্রুবক। অভ্যন্তরীণ শক্তি সম্প্রসারণ প্রক্রিয়ায় করা কাজের সমতুল্য।

যেহেতু তাপ স্থানান্তর নেই,

dQ = 0

সুতরাং,

rac frac {dQ} {dT} = 0

যা এর মানে হল যে,

ডিই = 0

একটি বিপরীতমুখী আইসেন্ট্রোপিক প্রক্রিয়াগুলির উদাহরণগুলি পাওয়া যেতে পারে গ্যাস টারবাইন।

অপরিবর্তনীয় অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া

নামটি যেমন বোঝায়, অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ ঘূর্ণন প্রক্রিয়া গ্যাসের প্রসারণের সময় সিস্টেমের এনট্রপি পরিবর্তনের ফলে একটি অপরিবর্তনীয় অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়া।

এর অর্থ সাধারণত এন্ট্রপি বৃদ্ধি পায় যেহেতু প্রক্রিয়াটি আরও এগিয়ে যায় যেগুলি ভারসাম্য বজায় রাখতে পারে না এবং এটির মূল অবস্থায় ফিরে যেতে পারে না।

থার্মোডিনামিক্স সম্পর্কে জানতে এখানে ক্লিক করুন

শক্তিবেল ভাস্কর সম্পর্কে

আমার নাম শক্তিটিভাল ভাস্কার, তিনি ছোটবেলায় যখন আমাকে আকর্ষণীয় খেলনা দেওয়া হয়েছিল তখন থেকেই আমরা প্রতিদিনের জীবনে যে জিনিসগুলি ব্যবহার করি সেগুলির মেকানিক্স সম্পর্কে আগ্রহী। এই আবেগটি যান্ত্রিক ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের প্রতি আমার ভালবাসাকে সাহায্য করে, যা আমাকে উক্ত ক্ষেত্রে আমার স্নাতকোত্তর ডিগ্রি অর্জন করতে পরিচালিত করে। আমি SAE, ভারত এবং যুক্তরাজ্যের এফএস দ্বারা আয়োজিত দুটি প্রকল্পে কাজ করেছি। বাস্তবতা থেকে আমার পলায়ন আমার বিকল্প আবেগ, ফুটবল যা আমি যখন আমার উপর কিছুটা সময় ব্যয় করি তখন আমার কাজে ফোকাস করতে সহায়তা করে।

লিঙ্কডইন (https://www.linkedin.com/in/shakthivel-bhaskar-589690170/) এর মাধ্যমে সংযোগ করি

মতামত দিন

আপনার ইমেইল প্রকাশ করা হবে না। প্রয়োজনীয় ক্ষেত্রগুলি * চিহ্নিত করা আছে।

লাম্বদা গিক্স