ব্যাখ্যামূলক প্রশ্ন ও উত্তর
You need to be signed in to access this content.
১ম সূত্র বলে, \(dQ = dU + dW\)। ব্যবস্থায় সরবরাহকৃত তাপ অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি ও কাজে ব্যয় হয়। তাপ শক্তির একটি রূপ, এবং এটি কাজ ও অভ্যন্তরীণ শক্তিতে রূপান্তরিত হয়। শক্তি সৃষ্টি বা ধ্বংস হচ্ছে না, শুধু রূপান্তরিত হচ্ছে — এটিই শক্তির সংরক্ষণ সূত্র।
সমচাপ প্রক্রিয়ায় গ্যাসকে তাপ দিলে গ্যাস দুটি কাজ করে: (১) অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি ও (২) প্রসারণের বিরুদ্ধে কাজ। কিন্তু সমআয়তন প্রক্রিয়ায় শুধু অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি হয়। তাই সমচাপে ১ মোল গ্যাসের তাপমাত্রা 1K বাড়াতে অতিরিক্ত R পরিমাণ তাপ লাগে। তাই \(C_P = C_V + R\), অর্থাৎ \(C_P > C_V\)।
রুদ্ধতাপ প্রক্রিয়ায় বাইরে থেকে কোনো তাপ আসে না (\(dQ = 0\))। প্রসারণে গ্যাস কাজ করে। ১ম সূত্রানুসারে \(0 = dU + dW\), অর্থাৎ \(dU = -dW\)। গ্যাস কাজ করলে (\(dW > 0\)), অভ্যন্তরীণ শক্তি কমে (\(dU < 0\))। অভ্যন্তরীণ শক্তি তাপমাত্রার সমানুপাতিক, তাই তাপমাত্রা কমে এবং গ্যাস ঠাণ্ডা হয়।
কার্নো দক্ষতা \(\eta = 1 - T_2/T_1\)। ১০০% দক্ষতার জন্য \(T_2 = 0\) K হওয়া দরকার। কিন্তু তাপগতিবিদ্যার ৩য় সূত্রানুসারে পরম শূন্য তাপমাত্রা (0 K) অর্জন করা অসম্ভব। তাই সিংকের তাপমাত্রা শূন্য করা যায় না, এবং ১০০% দক্ষ তাপ ইঞ্জিন তৈরি করা সম্ভব নয়। এটি ২য় সূত্রের একটি ফলাফল।
পরিবহন: কঠিনের মধ্যে অণু কম্পনে তাপ সঞ্চালন; মাধ্যম প্রয়োজন; অণু স্থানান্তরিত হয় না।
পরিচলন: তরল/গ্যাসে অণুর প্রকৃত স্থানান্তরে তাপ সঞ্চালন; মাধ্যম প্রয়োজন।
বিকিরণ: তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গে তাপ সঞ্চালন; মাধ্যম প্রয়োজন নেই; আলোর বেগে ঘটে।
স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়ায় ঘর্ষণ, তাপের অসম বিতরণ ইত্যাদির কারণে কিছু শক্তি তাপে রূপান্তরিত হয় যা পুনরুদ্ধার করা যায় না। ২য় সূত্রানুসারে এনট্রপি সর্বদা বৃদ্ধি পায়। প্রক্রিয়াটি বিপরীতে নিয়ে যেতে গেলে এনট্রপি কমাতে হবে, যা বাহ্যিক শক্তি ছাড়া সম্ভব নয়। তাই প্রকৃতিতে সকল স্বতঃস্ফূর্ত প্রক্রিয়া অপ্রত্যাবর্তনীয়।