ऊष्मागतिकी
समतापी प्रसार — एंट्रॉपी परिवर्तन
उत्क्रमणीय समतापी प्रसार: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T।
समतापी प्रसार — एंट्रॉपी परिवर्तन — इंटरैक्टिव ऊष्मागतिकी सिमुलेशन। उत्क्रमणीय समतापी प्रसार: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
एन्ट्रॉपी परिवर्तन
प्रतिवर्ती समताप प्रसार: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T।
एन्ट्रॉपी परिवर्तन मापता है कि ऊर्जा कितनी फैली हुई हो जाती है। एक उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार में गैस ऊष्मा Q अवशोषित करती है जबकि उसका तापमान स्थिर रहता है, और एन्ट्रॉपी बढ़ती है क्योंकि वही ऊर्जा अधिक सूक्ष्म-अवस्थाओं वाले बड़े आयतन में फैल जाती है।
- ΔS = nR ln(V₂/V₁)
- ΔS = Q_rev/T
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
एक गैस समतापीय रूप से और विपरीत रूप से बड़ी मात्रा में फैलती है। क्या इसकी एन्ट्रॉपी बढ़ती है, घटती है या वही रहती है?
तौलने की भविष्यवाणी
- जैसे-जैसे गैस फैलती है एन्ट्रॉपी कम हो जाती है।
- प्रक्रिया प्रतिवर्ती होने के कारण एन्ट्रॉपी स्थिर रहती है।
- एन्ट्रॉपी बढ़ती है - गैस में बड़ी मात्रा में अधिक संभावित सूक्ष्म व्यवस्था होती है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- अंतिम वॉल्यूम V₂ (L)
आप क्या मापते हैं:
- ऊष्मा विनिमय Q (J)
- एन्ट्रॉपी परिवर्तन ΔS (J/K)
जाँच कैसे चलती है
- entropy-isothermal प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। 1 आर्गन का मोल 20 L, 300 K से शुरू होता है।
- heat-exchanged और entropy-change रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए लक्ष्य (अंतिम) मात्रा निर्धारित करें, और विनिमय की गई गर्मी और एन्ट्रॉपी परिवर्तन को रिकॉर्ड करें।
शासक समीकरण
प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल प्रक्रिया में एन्ट्रॉपी परिवर्तन — ΔS = Q/T
प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल विस्तार के लिए, एन्ट्रॉपी परिवर्तन निरंतर तापमान से विभाजित गर्मी के आदान-प्रदान के बराबर होता है, जो एक आदर्श गैस के लिए ΔS = nR·ln(V₂/V₁) पर काम करता है - एन्ट्रॉपी मात्रा अनुपात के लघुगणक के साथ बढ़ती है।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K का उपयोग करके Q = nRT·ln(V₂/V₁) की गणना करें, फिर ΔS = Q/T (समकक्ष ΔS = nR·ln(V₂/V₁) सीधे)। दोनों की तुलना तालिका से करें।
- यहाँ बताएं कि ΔS प्रत्येक परीक्षण में सकारात्मक क्यों है, और क्यों एक बड़ा विस्तार (बड़ा V₂) एक बड़ी एन्ट्रॉपी वृद्धि उत्पन्न करता है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- यह प्रयोग प्रतिवर्ती (असीम रूप से धीमा) विस्तार मानता है। निर्वात में समान अंतिम मात्रा तक मुक्त (अनियंत्रित) विस्तार से गैस के लिए बिल्कुल वही ΔS उत्पन्न होगा, भले ही कोई गर्मी का आदान-प्रदान नहीं किया जाता है (Q = 0) और कोई काम नहीं किया जाता है। बताएं कि एन्ट्रॉपी एक राज्य फ़ंक्शन क्यों है जो इस बात की परवाह नहीं करता है कि गैस V₁ से V₂. तक कैसे पहुंची
- दूसरा नियम कहता है कि किसी वास्तविक प्रक्रिया के लिए कुल एन्ट्रॉपी (गैस प्लस परिवेश) कभी कम नहीं हो सकती। इस प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल विस्तार के लिए, परिवेश (क्यू की आपूर्ति करने वाला ऊष्मा भंडार) उतनी ही एन्ट्रॉपी खो देता है जितनी गैस बढ़ती है। बताएं कि यह कुल एन्ट्रॉपी परिवर्तन को शून्य क्यों बनाता है - एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया का हस्ताक्षर।
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- समतापी एन्ट्रॉपी में आपका स्वागत है
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- आयतन परिवर्तन से एन्ट्रॉपी
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