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Thermodynamics Class 11 Notes Physics Chapter 12

• भौतिकी की वह शाखा जो ऊष्मा के ऊर्जा के अन्य रूपों में परिवर्तन का अध्ययन करती है और इसके विपरीत ऊष्मागतिकी कहलाती है।
    थर्मोडायनामिक्स एक मैक्रोस्कोपिक विज्ञान है। यह थोक प्रणालियों से संबंधित है और इसमें नहीं जाता है
पदार्थ की आणविक संरचना।

• कुछ सीमाओं के भीतर सीमित बहुत बड़ी संख्या में परमाणुओं या अणुओं का संग्रह
जैसे कि इसमें दबाव (P), आयतन (V) और तापमान (T) का एक निश्चित मान होता है, a कहलाता है; थर्मोडायनामिक प्रणाली।

• thermodynamics class 11 notes :- Thermal Equilibrium

 एक थर्मोडायनामिक प्रणाली एक संतुलन स्थिति में होती है यदि मैक्रोस्कोपिक चर जैसे दबाव, आयतन, तापमान, द्रव्यमान संरचना आदि जो सिस्टम की विशेषता है, समय में नहीं बदलते हैं। थर्मल संतुलन में, दो प्रणालियों का तापमान बराबर होता है।

• Zeroth Law of Thermodynamics

 यह कानून थर्मल संतुलन की पहचान करता है और एफ संतुलन की पहचान के लिए एक उपकरण के रूप में तापमान का परिचय देता है। इस नियम के अनुसार "यदि दो प्रणालियाँ किसी तीसरे निकाय के साथ तापीय संतुलन में हैं तो वे दो प्रणालियाँ स्वयं संतुलन में हैं।"

• thermodynamics class 11 notes :- Heat, Work and Internal Energy

 — ऊर्जा जो किसी निकाय और उसके परिवेश के बीच तब स्थानांतरित होती है जब उस निकाय और उसके परिवेश के बीच तापमान का अंतर होता है, ऊष्मा कहलाती है।

- यदि कोई पिंड या सिस्टम एक निश्चित दूरी से लगाए गए बल की दिशा में चलता है तो कार्य को कहा जाता है। यह के रूप में दिया जाता है

                dW = PdV

जहां P सिलेंडर में गैस का दबाव है।

— यदि हम बड़ी संख्या में अणुओं से युक्त एक थोक प्रणाली पर विचार करते हैं, तो आंतरिक ऊर्जा; प्रणाली का इन अणुओं की गतिज ऊर्जाओं और संभावित ऊर्जाओं का योग है।
  यह ऊर्जा अपनी आणविक गति और आणविक विन्यास के कारण एक प्रणाली के पास है। आंतरिक ऊर्जा को यू द्वारा निरूपित किया जाता है।
                U = E_k + E_p

 जहां E_k और E_p सिस्टम के अणुओं की गतिज और संभावित ऊर्जाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं।

• सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा एक मैक्रोस्कोपिक चर है और यह केवल सिस्टम की स्थिति पर निर्भर करता है। इसका मान केवल निकाय की दी गई अवस्था पर निर्भर करता है और उस अवस्था तक पहुँचने के लिए लिए गए पथ पर निर्भर नहीं करता है।

Law For thermodynamics class 11 physics notes

 

• First Law of Thermodynamics

  ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम किसी भी प्रणाली पर लागू ऊर्जा के संरक्षण का सामान्य नियम है। इस नियम के अनुसार, "किसी भी प्रणाली में कुल ऊष्मा ऊर्जा परिवर्तन आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन और किए गए कार्य का योग है।"

  जब एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा dQ एक प्रणाली के अधीन होती है, तो इसका एक हिस्सा dU द्वारा आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाने में उपयोग किया जाता है और एक भाग का उपयोग बाहरी कार्य dW करने में किया जाता है, इसलिए

               dQ = dU + dW

• गैसों के लिए, विशिष्ट ऊष्मा क्षमता उस प्रक्रिया या परिस्थितियों पर निर्भर करती है जिसके तहत ऊष्मा क्षमता का स्थानांतरण होता है। किसी गैस के लिए मुख्य रूप से दो प्रमुख विशिष्ट ऊष्मा धारिताएँ होती हैं। ये स्थिर आयतन पर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता और स्थिर दबाव पर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता होती हैं।

• ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम से हम एक आदर्श गैस के दो प्रमुख विशिष्ट तापों के बीच संबंध पाते हैं। रिश्ते के अनुसार

                 C_p-C_υ = R

  यहाँ Cp और Cυ क्रमशः स्थिर दबाव और स्थिर आयतन की स्थिति में मोलर विशिष्ट ऊष्मा हैं।

स्थिर दाब पर गैस की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता स्थिर आयतन पर गैस की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता से अधिक होती है अर्थात Cp> Cυ। कारण यह है कि जब किसी गैस को स्थिर आयतन पर ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है, तो बाहरी दबाव के विरुद्ध गैस द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाएगा और सभी ऊर्जा का उपयोग गैस के तापमान को बढ़ाने के लिए किया जाता है। दूसरी ओर जब स्थिर दाब पर गैस को ऊष्मा की आपूर्ति की जाती है, तो इसका आयतन बढ़ जाता है और इसे दी जाने वाली ऊष्मा ऊर्जा का उपयोग गैस के तापमान को बढ़ाने के साथ-साथ बाहरी दबाव के विरुद्ध कार्य करने में भी किया जाता है।

दो विशिष्ट ऊष्माओं के बीच का अंतर, बाहरी दबाव के खिलाफ गैस के विस्तार में किए गए कार्य के ऊष्मीय समतुल्य है।

• thermodynamics class 11 physics notes :- Expression for the Relation between C_p and C_υ

 मान लीजिए P, V और T एक आदर्श गैस के एक मोल का प्रारंभ में दाब, आयतन और निरपेक्ष तापमान हैं।
स्थिति (i): गैस को ऊष्मा dQ की आपूर्ति स्थिर आयतन पर की जाती है ताकि तापमान T + dT तक बढ़ जाए।

 

thermodynamics class 11 physics notes

• Thermodynamic State Variables

 एक प्रणाली के थर्मोडायनामिक राज्य चर वे पैरामीटर हैं जो सिस्टम के संतुलन राज्यों का वर्णन करते हैं। उदाहरण के लिए, गैस की संतुलन अवस्था पूरी तरह से दबाव, आयतन, तापमान, द्रव्यमान और संरचना के मूल्यों द्वारा निर्दिष्ट होती है।

•thermodynamics class 11 physics notes :-  Equation of State

 राज्य का समीकरण एक प्रणाली के राज्य चर के बीच संबंध का प्रतिनिधित्व करता है। उदाहरण के लिए, एक आदर्श/पूर्ण गैस की अवस्था के उन समीकरणों को इस प्रकार दर्शाया गया है:

                 PV = μRT

जहाँ g गैस के मोलों की संख्या है और R गैस के एक मोल के लिए गैस स्थिरांक है।

• उष्मागतिकी अवस्था चर दो प्रकार के होते हैं, व्यापक और गहन। व्यापक चर प्रणाली के आकार को इंगित करते हैं लेकिन गहन चर आकार को इंगित नहीं करते हैं। एक प्रणाली की मात्रा, द्रव्यमान, आंतरिक ऊर्जा व्यापक चर हैं लेकिन दबाव, तापमान और घनत्व गहन चर हैं।

• Thermodynamic Processes

 कोई भी प्रक्रिया जिसमें थर्मोडायनामिक सिस्टम के थर्मोडायनामिक चर बदलते हैं, थर्मोडायनामिक प्रक्रिया के रूप में जाने जाते हैं।

• Quasi-Static Processes

 ऐसी प्रक्रियाएं जो पर्याप्त रूप से धीमी होती हैं और जिनमें पिस्टन की त्वरित गति और/या बड़े तापमान प्रवणता शामिल नहीं होती है, अर्ध-स्थैतिक प्रक्रियाएं होती हैं।
इस प्रक्रिया में, दबाव में परिवर्तन या आयतन में परिवर्तन या सिस्टम के तापमान में परिवर्तन बहुत कम होता है।

thermodynamics class 11 physics notes :-  Isothermal Process

 किसी गैस के ताप में बिना किसी परिवर्तन के उसके दाब और आयतन में परिवर्तन को समतापीय परिवर्तन कहते हैं। ऐसे परिवर्तन में गैस और उसके परिवेश के बीच ऊष्मा का मुक्त आदान-प्रदान होता है।

• Adiabatic Process

 वह प्रक्रिया जिसमें गैस और परिवेश के बीच ऊष्मा ऊर्जा का कोई आदान-प्रदान नहीं होता है, रुद्धोष्म प्रक्रिया कहलाती है।

• समतापी परिवर्तन के अंतर्गत dW किया गया कार्य किसके द्वारा दिया जाता है

thermodynamics class 11 notes

 

• Reversible Process

 एक प्रक्रिया जो रिट्रेस कर सकती है ताकि सिस्टम एक ही अवस्था से होकर गुजरे, एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया कहलाती है, अन्यथा यह अपरिवर्तनीय है।

अपरिवर्तनीयता मुख्यतः दो कारणों से उत्पन्न होती है:
(i) कई प्रक्रियाएँ जैसे मुक्त विस्तार या एक विस्फोटक रासायनिक प्रतिक्रिया प्रणाली को गैर-संतुलन अवस्था में ले जाती है।

(ii) अधिकांश प्रक्रियाओं में घर्षण, चिपचिपाहट और अन्य विघटनकारी प्रभाव शामिल होते हैं।

thermodynamics class 11 physics pdf : Second Law of Thermodynamics

 यह सिद्धांत जो ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के अनुरूप कुछ घटनाओं को अस्वीकार करता है, उष्मागतिकी के दूसरे नियम के रूप में जाना जाता है।

 ऊष्मागतिकी के द्वितीय नियम के दो कथन निम्नलिखित हैं।
केल्विन-प्लैंक कथन: एक इंजन का निर्माण करना असंभव है, जो एक चक्र में चल रहा है, निकालने के लिए
 गर्म शरीर से गर्मी और इसे बिना किसी बदलाव के पूरी तरह से काम में बदल देना, यानी 100% गर्मी को काम में बदलना असंभव है।

क्लॉसियस का कथन: एक स्व-अभिनय मशीन के लिए, एक चक्र में काम करना, किसी बाहरी ऊर्जा की सहायता के बिना, ठंडे शरीर से गर्म शरीर में गर्मी को स्थानांतरित करना असंभव है। दूसरे शब्दों में, ऊष्मा स्वयं को ठंडे शरीर से गर्म शरीर में प्रवाहित नहीं कर सकती है।
• ऊष्मा इंजन एक ऐसा उपकरण है जिसके द्वारा एक प्रणाली को एक चक्रीय प्रक्रिया से गुजरने के लिए बनाया जाता है जिसके परिणामस्वरूप
गर्मी को काम में बदलने में। मूल रूप से, एक ऊष्मा इंजन में निम्न शामिल होते हैं: 

(i) एक ऊष्मा स्रोत,

(ii) एक ऊष्मा सिंक, और 

(iii) एक कार्यशील पदार्थ।

• कार्नोट का इंजन। उन्होंने दो तापमानों के बीच चलने वाली चक्रीय/प्रतिवर्ती प्रक्रिया पर काम करने वाले एक काल्पनिक इंजन का प्रस्ताव रखा। इसकी दक्षता कार्यशील पदार्थ से स्वतंत्र है और η=1-T2/T1 द्वारा दी गई है, जहां T1 स्रोत का तापमान है और T2 सिंक का तापमान है।

• कार्नोट के प्रमेय के अनुसार: (ए) गर्म और ठंडे जलाशयों के क्रमशः दो तापमानों टी1 और टी2 के बीच काम करना, किसी भी इंजन की दक्षता कार्नोट के इंजन से अधिक नहीं हो सकती है, और (बी) कार्नो इंजन की दक्षता स्वतंत्र है काम करने वाले पदार्थ की प्रकृति।

Thermodynamics class 11 physics pdf :  Refrigerator

 अपने परिवेश की तुलना में ठंडे पिंडों से गर्मी निकालने की प्रक्रिया को रेफ्रिजरेशन कहा जाता है और ऐसा करने वाले उपकरण को रेफ्रिजरेटर कहा जाता है।

रेफ्रिजरेटर में, गर्मी कम तापमान पर अवशोषित होती है और बाहरी यांत्रिक कार्य की मदद से उच्च तापमान पर खारिज कर दी जाती है। इस प्रकार, एक रेफ्रिजरेटर एक ऊष्मा इंजन है जो पीछे की ओर काम करता है और इसलिए इसे ऊष्मा पम्प भी कहा जाता है।

फ्रिज कार्नो इंजन के रिवर्स प्रोसेस पर काम करता है। सिस्टम पर किए गए काम से, कम तापमान सिंक T2 से गर्मी निकाली जाती है और इसे उच्च तापमान स्रोत T1 में स्थानांतरित कर दिया जाता है। प्रदर्शन का गुणांक द्वारा दिया गया है 

Thermodynamics class 11 physics pdf