قابلِ واپسی ہم درجۂ حرارت پھیلاؤ میں انٹروپی تبدیلی

1 · پیش گوئی

گیس ہم درجۂ حرارت، قابلِ واپسی، بڑے حجم میں پھیلتی ہے۔ انٹروپی بڑھتی، گرتی یا وہی رہتی ہے؟

• گیس پھیلنے پر انٹروپی گرتی ہے۔
• عمل قابلِ واپسی ہونے سے انٹروپی مستقل۔
• انٹروپی بڑھتی ہے — بڑے حجم پر گیس کے زیادہ ممکن خوردبینی ترتیبات۔

2 · تیاری

1. انٹروپی ہم درجۂ حرارت پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ 1 مول آرگن 20 L، 300 K سے شروع۔
2. بدلی حرارت اور انٹروپی تبدیلی پڑائتیں فعال کریں۔
3. ہر آزمیش کے لیے ہدف (آخری) حجم سیٹ کریں، اور بدلی حرارت اور انٹروپی تبدیلی درج کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

اپنے تین آزمایشوں کے لیے اینٹروپی تبدیلی ΔS (y محور) کو ln(V₂/V₁) (x محور) کے مقابل پلاٹ کریں، V₁ = 0.02 m³ لے کر۔

4 · تجزیہ

1. کسی ایک آزمایش کے لیے Q = nRT·ln(V₂/V₁) حساب کریں، n = 1 mol، R = 8.314 J/(mol·K) اور T = 300 K لے کر، پھر ΔS = Q/T (یا براہِ راست ΔS = nR·ln(V₂/V₁))۔ دونوں کا جدول سے موازنہ کریں۔
2. سمجھائیں کیوں یہاں ہر آزمیش میں ΔS مثبت، اور کیوں بڑا پھیلاؤ (بڑا V₂) بڑا انٹروپی اضافہ دیتا ہے۔

5 · توسیع

1. یہ آزمایش قابلِ واپسی (لا انتہا آہستہ) پھیلاؤ فرض کرتا ہے۔ خلا میں آزاد (بغیر قابو) پھیلاؤ اُسی آخری حجم تک گیس کے لیے بالکل یہی ΔS پیدا کرتا ہے، حالانکہ کوئی حرارت تبادلہ بالکل نہیں ہوتا (Q = 0) اور کوئی کام نہیں ہوتا۔ وضاحت کریں کہ اینٹروپی حالت کا فعل ہے اور اسے پرواہ نہیں کہ گیس V₁ سے V₂ تک کیسے پہنچی۔
2. دوسرا قانون کہتا ہے کل انٹروپی (گیس اور اطراف) اصل عمل میں کبھی نہیں گرتی۔ اس قابلِ واپسی ہم درجۂ حرارت پھیلاؤ کے لیے اطراف (Q دینے والا حرارت ذخیرہ) اتنا ہی انٹروپی کھوتے ہیں جتنا گیس پاتی۔ سمجھائیں کیوں اس سے کل انٹروپی تبدیلی صفر — قابلِ واپسی عمل کی نشانی۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس