डायथर्मल दीवार
ऊष्मागतिकी में दो ऊष्मागतिकी प्रणालियों के बीच डायथर्मल दीवार या पारतानीय दीवार ऊष्मा हस्तांतरण की स्वीकृति देती है लेकिन इसके पदार्थ के हस्तांतरण की स्वीकृति नहीं देती है।[1]
डायथर्मल दीवार महत्वपूर्ण है क्योंकि ऊष्मा गतिकी में एक बंद प्रणाली के लिए, एक दीवार के पार ऊर्जा के हस्तांतरण का भौतिक अस्तित्व, जो पदार्थ के लिए अभेद्य है, लेकिन रुद्धोष्म नहीं है, एक प्राथमिकता मानने के लिए प्रथागत है, स्थानांतरण जिसे ऊर्जा का हस्तांतरण कहा जाता है ऊष्मा के रूप में, हालांकि इस धारणा को अलग से एक स्वयंसिद्ध या क्रमांकित कानून के रूप में लेबल करने की प्रथा नहीं है।[2]
ऊष्मा के स्थानांतरण की परिभाषा
सैद्धांतिक ऊष्मा गतिकी में, सम्मानित लेखक स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा की परिभाषा के लिए अपने दृष्टिकोण में भिन्न होते हैं। चिन्तन की दो मुख्य धाराएँ हैं। एक मुख्य रूप से अनुभवजन्य दृष्टिकोण से है (जिसे यहां ऊष्मागतिक धारा के रूप में संदर्भित किया जाएगा), ऊष्मा हस्तांतरण को केवल निर्दिष्ट स्थूलदर्शी तंत्र द्वारा होने के रूप में परिभाषित करने के लिए; शिथिल रूप से बोलना, यह दृष्टिकोण ऐतिहासिक रूप से पुराना है। अन्य (जिसे यहां यांत्रिक धारा के रूप में संदर्भित किया जाएगा) मुख्य रूप से सैद्धांतिक दृष्टिकोण से है, इसे दो निकायों या बंद प्रणालियों के बीच स्थूलदर्शी कार्य के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण के बाद गणना की गई अवशिष्ट मात्रा के रूप में परिभाषित करने के लिए एक प्रक्रिया के लिए निर्धारित किया गया है। ताकि ऊर्जा के संरक्षण के सिद्धांत या बंद प्रणालियों के लिए ऊष्मा गतिकी के पहले नियम के अनुरूप हो; यह दृष्टिकोण बीसवीं शताब्दी में बढ़ा, हालांकि आंशिक रूप से उन्नीसवीं शताब्दी में प्रकट हुआ था।[3]
सोच की ऊष्मागतिक धारा
सोच के ऊष्मा गतिकी धारा में, ऊष्मा हस्तांतरण के निर्दिष्ट तंत्र चालन और विकिरण हैं। ये तंत्र तापमान की पहचान को मानते हैं; अनुभवजन्य तापमान इस उद्देश्य के लिए पर्याप्त है, हालांकि पूर्ण तापमान भी कार्य कर सकता है। सोच की इस धारा में, ऊष्मा की मात्रा को मुख्य रूप से ऊष्मा मापन के माध्यम से परिभाषित किया जाता है।[4][5][6][7]
यद्यपि उनकी परिभाषा सोच की यांत्रिक धारा से भिन्न है, फिर भी सोच की अनुभवजन्य धारा रुद्धोष्म परिक्षेत्रों के अस्तित्व को मानती है। यह उन्हें ऊष्मा और तापमान की अवधारणाओं के माध्यम से परिभाषित करता है। ये दो अवधारणाएँ इस अर्थ में समन्वित रूप से सुसंगत हैं कि वे ऊष्मा के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण के प्रयोगों के वर्णन में संयुक्त रूप से उत्पन्न होती हैं।[8]
सोच की यांत्रिक धारा
बंद प्रणालियों के बारे में सोचने की यांत्रिक धारा में, स्थानांतरित ऊष्मा को तापमान की अवधारणा के संदर्भ के बिना, ऊर्जा के संरक्षण के नियम की गणना के लिए कार्य के रूप में स्थानांतरित ऊर्जा के बाद हस्तांतरित ऊर्जा की गणना की गई अवशिष्ट मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है।[9][2][10][11][12][13] अंतर्निहित सिद्धांत के पांच मुख्य तत्व हैं।
- ऊष्मागतिक संतुलन के अवस्थाओं का अस्तित्व, स्वतंत्र कार्य (विरूपण) चर की संख्या की तुलना में ठीक एक (गैर-विरूपण चर कहा जाता है) अवस्था के अधिक चर द्वारा निर्धारित किया जाता है।
- कि किसी पिंड के आंतरिक ऊष्मागतिक संतुलन की स्थिति में एक अच्छी तरह से परिभाषित आंतरिक ऊर्जा होती है, जिसे ऊष्मागतिक्स के पहले नियम द्वारा पोस्ट किया जाता है।
- ऊर्जा संरक्षण के नियम की सार्वभौमिकता।
- ऊर्जा हस्तांतरण के एक रूप के रूप में कार्य की मान्यता।
- प्राकृतिक प्रक्रियाओं की सार्वभौमिक अपरिवर्तनीयता।
- रुद्धोष्म बाड़ों का अस्तित्व।
- केवल ऊष्मा के लिए पारगम्य दीवारों का अस्तित्व।
सोच की इस धारा की स्वयंसिद्ध प्रस्तुतियाँ थोड़ी भिन्न होती हैं, लेकिन वे अपने स्वयंसिद्धों में ऊष्मा और तापमान की धारणाओं से बचने का इरादा रखती हैं। सोच की इस धारा के लिए यह आवश्यक है कि ऊष्मा को ऊष्मा मापन द्वारा मापने योग्य नहीं माना जाता है। यह सोच की इस धारा के लिए आवश्यक है कि, विरूपण चर कहे जाने वाले अवस्था के चर के अतिरिक्त शरीर या बंद प्रणाली के ऊष्मागतिक अवस्था के विनिर्देशन के लिए, अवस्था का एक अतिरिक्त वास्तविक-संख्या-मूल्यवान चर होना चाहिए, जिसे कहा जाता है गैर-विरूपण चर, हालांकि इसे स्वयंसिद्ध रूप से एक अनुभवजन्य तापमान के रूप में मान्यता नहीं दी जानी चाहिए, यद्यपि यह एक के मानदंड को पूरा करता हो।
डायथर्मल दीवार के खाते
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एक डायथर्मल दीवार ऊष्मीय चालन द्वारा ऊष्मा के रूप में ऊर्जा पारित कर सकती है, लेकिन मामला नहीं। एक डायथर्मल दीवार हिल सकती है और इस प्रकार कार्य के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण का हिस्सा बन सकती है। दीवारों के बीच जो पदार्थ के लिए अभेद्य हैं, डायथर्मल और रुद्धोष्म दीवारें इसके विपरीत हैं।
विकिरण के लिए, कुछ और टिप्पणियाँ उपयोगी हो सकती हैं।
शास्त्रीय ऊष्मा गतिकी में, एक तरफ़ा विकिरण, एक प्रणाली से दूसरे में, पर विचार नहीं किया जाता है। दो प्रणालियों के बीच दो तरफा विकिरण ऊष्मा के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण के दो तंत्रों में से एक है। यह एक निर्वात में हो सकता है, जिसमें दो प्रणालियाँ बीच के निर्वात से दीवारों द्वारा अलग हो जाती हैं जो केवल विकिरण के लिए पारगम्य होती हैं; ऐसी व्यवस्था एक डायथर्मल दीवार की परिभाषा में फिट बैठती है। विकिरण हस्तांतरण का संतुलन ऊष्मा का हस्तांतरण है।
ऊष्मा गतिकी में, यह आवश्यक नहीं है कि ऊष्मा का विकिरण हस्तांतरण शुद्ध ब्लैक-बॉडी विकिरण का हो, न ही असंगत विकिरण का। बेशक ब्लैक-बॉडी रेडिएशन असंगत है। इस प्रकार लेजर विकिरण ऊष्मा गतिकी में दो-तरफ़ा विकिरण के एक तरफ़ा घटक के रूप में गिना जाता है जो ऊष्मा हस्तांतरण है। इसके अतिरिक्त, [हेल्महोल्ट्ज़ पारस्परिकता] सिद्धांत द्वारा, लक्ष्य प्रणाली लेजर स्रोत प्रणाली में विकीर्ण होती है, हालांकि निश्चित रूप से लेजर प्रकाश की तुलना में अपेक्षाकृत कमजोर है। प्लैंक के अनुसार, प्रकाश की एक असंगत एकवर्णी किरण एन्ट्रापी स्थानांतरित करती है और इसका एक तापमान होता है।[14] कार्य के रूप में अर्हता प्राप्त करने के लिए स्थानांतरण के लिए, यह परिवेश में प्रतिवर्ती होना चाहिए, उदाहरण के लिए एक प्रतिवर्ती कार्य भंडार की अवधारणा में। लेज़र प्रकाश परिवेश में उत्क्रमणीय नहीं है और इसलिए ऊष्मा के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण का एक घटक है, कार्य नहीं करता है।
विकिरण हस्तांतरण सिद्धांत में, एक तरफ़ा विकिरण माना जाता है। थर्मल रेडिएशन के किरचॉफ के नियम की जांच के लिए किरचॉफ के थर्मल रेडिएशन के नियम # सिद्धांत और उत्सर्जन की धारणाएं आवश्यक हैं, और वे एक तरफ़ा विकिरण के विचार पर आधारित हैं। आइंस्टीन गुणांक के अध्ययन के लिए ये चीजें महत्वपूर्ण हैं, जो ऊष्मागतिक संतुलन की धारणा पर आंशिक रूप से निर्भर करती हैं।
सोच के ऊष्मप्रवैगिक धारा के लिए, अनुभवजन्य तापमान की धारणा को एक रुद्धोष्म दीवार की परिभाषा के लिए ऊष्मा हस्तांतरण की धारणा में समन्वित रूप से माना जाता है।[8] सोच की यांत्रिक धारा के लिए, जिस तरह से दीवारों को परिभाषित किया गया है, वह महत्वपूर्ण है।
कैराथियोडोरी की प्रस्तुति में, यह आवश्यक है कि रुद्धोष्म दीवार की परिभाषा किसी भी तरह से ऊष्मा या तापमान की धारणाओं पर निर्भर नहीं होनी चाहिए।[2] यह केवल कार्य के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण के संदर्भ में सावधानीपूर्वक शब्दों और संदर्भ द्वारा प्राप्त किया जाता है। बुचडाहल उसी तरह सावधान है।[12] फिर भी, कैराथोडोरी स्पष्ट रूप से दीवारों के अस्तित्व को दर्शाता है जो केवल ऊष्मा के लिए पारगम्य हैं, यानी कार्य करने के लिए अभेद्य और पदार्थ के लिए अभेद्य, लेकिन फिर भी कुछ अनिर्दिष्ट तरीके से ऊर्जा के लिए पारगम्य उन्हें डायथर्मल दीवारें कहा जाता है। इस बात का अनुमान लगाने के लिए किसी को क्षमा किया जा सकता है कि ऊष्मा केवल ऊष्मा के लिए पारगम्य दीवारों में स्थानांतरण में ऊर्जा है, और ऐसे लोगों को पोस्ट किए गए आदिम के रूप में गैर-लेबल के रूप में स्वीकृत किया जाता है।
इस प्रकार सोच की यांत्रिक धारा रूद्धोष्म परिक्षेत्र की संपत्ति को ऊष्मागतिकी के कैरथेओडोरी स्वयंसिद्धों से कटौती के रूप में ऊष्मा के हस्तांतरण की स्वीकृति नहीं देती है, और एक प्राथमिक अवधारणा के अतिरिक्त अवशिष्ट के रूप में ऊष्मा के रूप में हस्तांतरण का संबंध है।
संदर्भ
- ↑ "What are Diathermal walls, Diabatic Walls, and Adiabatic Walls?". BYJUS (in English). Retrieved 2021-03-06.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 कैराथियोडोरी, सी. (1909).
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ग्रन्थसूची
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