प्रकृति में तापीय प्रक्रियाओं का अध्ययन ऊष्मागतिकी के विज्ञान द्वारा किया जाता है। यह मात्रा, दबाव, तापमान, पदार्थों और वस्तुओं की आणविक संरचना की अनदेखी के साथ-साथ समय कारक जैसे मापदंडों का उपयोग करते हुए सभी चल रहे ऊर्जा परिवर्तनों का वर्णन करता है। यह विज्ञान तीन बुनियादी नियमों पर आधारित है। उनमें से अंतिम में कई सूत्र हैं। आधुनिक दुनिया में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला वह है जिसे "प्लैंक की अभिधारणा" नाम मिला है। इस कानून का नाम उस वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया है जिसने इसे घटाया और तैयार किया। यह मैक्स प्लैंक है, जो जर्मन वैज्ञानिक दुनिया के एक उज्ज्वल प्रतिनिधि, पिछली सदी के सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी हैं।
पहली और दूसरी शुरुआत
प्लांक की अभिधारणा तैयार करने से पहले आइए पहले संक्षेप में ऊष्मागतिकी के दो अन्य नियमों से परिचित हों। उनमें से पहला बाहरी दुनिया से अलग सभी प्रणालियों में ऊर्जा के पूर्ण संरक्षण पर जोर देता है। इसका परिणाम बाहरी स्रोत के बिना काम करने की संभावना से इनकार करना है, और इसलिए एक सतत गति मशीन का निर्माण,जो एक समान तरीके से काम करेगा (यानी, पहली तरह का वीडी)।
दूसरा नियम कहता है कि सभी प्रणालियाँ ऊष्मागतिक संतुलन की ओर प्रवृत्त होती हैं, जबकि गर्म वस्तुएँ ऊष्मा को ठंडे में स्थानांतरित करती हैं, लेकिन इसके विपरीत नहीं। और इन वस्तुओं के बीच तापमान के बराबर होने के बाद, सभी थर्मल प्रक्रियाएं बंद हो जाती हैं।
प्लैंक की अभिधारणा
उपरोक्त सभी विद्युत, चुंबकीय, रासायनिक घटनाओं के साथ-साथ बाह्य अंतरिक्ष में होने वाली प्रक्रियाओं पर लागू होते हैं। आज, थर्मोडायनामिक कानूनों का विशेष महत्व है। पहले से ही, वैज्ञानिक एक महत्वपूर्ण दिशा में गहन रूप से काम कर रहे हैं। इस ज्ञान का उपयोग करके, वे ऊर्जा के नए स्रोत खोजने की कोशिश करते हैं।
तीसरा कथन अत्यंत कम तापमान पर भौतिक निकायों के व्यवहार से संबंधित है। पहले दो नियमों की तरह, यह ब्रह्मांड के आधार के बारे में ज्ञान देता है।
प्लांक की अभिधारणा का निरूपण इस प्रकार है:
एक शुद्ध पदार्थ के पूर्ण शून्य तापमान पर ठीक से बने क्रिस्टल की एन्ट्रापी शून्य होती है।
इस स्थिति को लेखक ने 1911 में दुनिया के सामने पेश किया था। और उन दिनों बहुत विवाद हुआ था। हालांकि, विज्ञान की बाद की उपलब्धियों के साथ-साथ थर्मोडायनामिक्स और गणितीय गणनाओं के प्रावधानों के व्यावहारिक अनुप्रयोग ने इसकी सच्चाई को साबित कर दिया।
पूर्ण तापमान शून्य
अब विस्तार से बताते हैं कि प्लैंक की अभिधारणा पर आधारित ऊष्मागतिकी के तीसरे नियम का क्या अर्थ है। और आइए निरपेक्ष शून्य जैसी महत्वपूर्ण अवधारणा से शुरू करें। यह सबसे कम तापमान है जो केवल भौतिक दुनिया के शरीर में हो सकता है।इस सीमा से नीचे, प्रकृति के नियमों के अनुसार, यह गिर नहीं सकता।
सेल्सियस में यह मान -273.15 डिग्री है। लेकिन केल्विन पैमाने पर, इस निशान को सिर्फ शुरुआती बिंदु माना जाता है। यह सिद्ध होता है कि ऐसी अवस्था में किसी भी पदार्थ के अणुओं की ऊर्जा शून्य होती है। उनका आना-जाना पूरी तरह ठप है। एक क्रिस्टल जाली में, परमाणु अपने नोड्स में एक स्पष्ट, अपरिवर्तनीय स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं, यहां तक कि थोड़ा भी उतार-चढ़ाव करने में सक्षम नहीं होते हैं।
यह बिना कहे चला जाता है कि सिस्टम में सभी थर्मल घटनाएं भी दी गई शर्तों के तहत रुक जाती हैं। प्लैंक की अभिधारणा निरपेक्ष तापमान शून्य पर एक नियमित क्रिस्टल की स्थिति के बारे में है।
विकार का उपाय
हम विभिन्न पदार्थों की आंतरिक ऊर्जा, आयतन और दबाव को जान सकते हैं। यही है, हमारे पास इस प्रणाली के मैक्रोस्टेट का वर्णन करने का हर मौका है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि किसी पदार्थ की सूक्ष्म अवस्था के बारे में निश्चित रूप से कुछ कहा जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आपको पदार्थ के प्रत्येक कण की गति और अंतरिक्ष में स्थिति के बारे में सब कुछ जानने की जरूरत है। और उनकी संख्या प्रभावशाली रूप से बहुत बड़ी है। उसी समय, सामान्य परिस्थितियों में, अणु निरंतर गति में होते हैं, लगातार एक दूसरे से टकराते हैं और अलग-अलग दिशाओं में बिखरते हैं, एक पल के हर अंश की दिशा बदलते हैं। और उनके व्यवहार में अराजकता का बोलबाला है।
भौतिकी में विकार की डिग्री निर्धारित करने के लिए, एन्ट्रॉपी नामक एक विशेष मात्रा की शुरुआत की गई है। यह सिस्टम की अप्रत्याशितता की डिग्री की विशेषता है।
एंट्रॉपी (एस) एक थर्मोडायनामिक स्टेट फंक्शन है जो एक माप के रूप में कार्य करता हैप्रणाली का विकार (विकार)। एंडोथर्मिक प्रक्रियाओं की संभावना एन्ट्रापी में बदलाव के कारण होती है, क्योंकि पृथक प्रणालियों में एक सहज प्रक्रिया की एन्ट्रापी बढ़ जाती है ΔS >0 (ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम)।
पूरी तरह से संरचित शरीर
अनिश्चितता की डिग्री विशेष रूप से गैसों में अधिक है। जैसा कि आप जानते हैं, इनका कोई आकार और आयतन नहीं होता है। उसी समय, वे अनिश्चित काल तक विस्तार कर सकते हैं। गैस के कण सबसे अधिक गतिशील होते हैं, इसलिए उनकी गति और स्थान सबसे अप्रत्याशित होता है।
कठोर शरीर एक और मामला है। क्रिस्टल संरचना में, प्रत्येक कण एक निश्चित स्थान पर कब्जा कर लेता है, जिससे एक निश्चित बिंदु से केवल कुछ कंपन होते हैं। यहां एक परमाणु की स्थिति जानने के लिए, अन्य सभी के मापदंडों को निर्धारित करना मुश्किल नहीं है। परम शून्य पर तस्वीर पूरी तरह स्पष्ट हो जाती है। ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम और प्लैंक की अभिधारणा यही कहती है।
यदि ऐसा पिंड जमीन से ऊपर उठाया जाता है, तो सिस्टम के प्रत्येक अणु की गति का प्रक्षेपवक्र अन्य सभी के साथ मेल खाएगा, इसके अलावा, यह पहले से और आसानी से निर्धारित होगा। जब शरीर छोड़ा जा रहा है, नीचे गिरता है, संकेतक तुरंत बदल जाएंगे। जमीन से टकराने से कण गतिज ऊर्जा प्राप्त करेंगे। यह थर्मल मूवमेंट को गति देगा। इसका मतलब है कि तापमान में वृद्धि होगी, जो अब शून्य नहीं होगी। और तुरंत एंट्रोपी उत्पन्न होगी, एक अराजक रूप से कार्य प्रणाली के विकार के उपाय के रूप में।
विशेषताएं
कोई भी अनियंत्रित अंतःक्रिया एन्ट्रापी में वृद्धि को भड़काती है। सामान्य परिस्थितियों में, यह या तो स्थिर रह सकता है या बढ़ सकता है, लेकिन घट नहीं सकता। ऊष्मप्रवैगिकी में, यह इसके दूसरे नियम का परिणाम निकला, जिसका पहले ही उल्लेख किया जा चुका है।
मानक दाढ़ एंट्रोपी को कभी-कभी पूर्ण एन्ट्रॉपी कहा जाता है। वे एन्ट्रापी परिवर्तन नहीं हैं जो इसके मुक्त तत्वों से एक यौगिक के निर्माण के साथ होते हैं। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि मुक्त तत्वों (सरल पदार्थों के रूप में) के मानक दाढ़ एंट्रोपी शून्य के बराबर नहीं हैं।
प्लांक की अभिधारणा के आगमन के साथ, निरपेक्ष एन्ट्रापी को निर्धारित करने का एक मौका है। हालांकि, इस प्रावधान का एक परिणाम यह भी है कि प्रकृति में केल्विन के अनुसार तापमान शून्य तक पहुंचना संभव नहीं है, लेकिन जितना संभव हो उतना करीब पहुंचना संभव है।
सैद्धांतिक रूप से, मिखाइल लोमोनोसोव न्यूनतम तापमान के अस्तित्व की भविष्यवाणी करने में कामयाब रहे। उन्होंने व्यावहारिक रूप से पारा के जमने को -65 डिग्री सेल्सियस तक हासिल कर लिया। आज, लेजर कूलिंग के माध्यम से, पदार्थों के कणों को लगभग पूर्ण शून्य की स्थिति में लाया जाता है। अधिक सटीक रूप से, केल्विन पैमाने पर 10-9 डिग्री तक। हालांकि, हालांकि यह मान नगण्य है, फिर भी यह 0 नहीं है।
अर्थ
पिछली शताब्दी की शुरुआत में प्लैंक द्वारा तैयार उपरोक्त अभिधारणा, साथ ही लेखक द्वारा इस दिशा में बाद के कार्यों ने सैद्धांतिक भौतिकी के विकास को एक बड़ा प्रोत्साहन दिया, जिसके परिणामस्वरूप इसके विकास में उल्लेखनीय वृद्धि हुई।कई क्षेत्रों में प्रगति। और एक नया विज्ञान भी उभरा - क्वांटम यांत्रिकी।
प्लांक के सिद्धांत और बोहर के अभिधारणाओं के आधार पर, कुछ समय बाद, अधिक सटीक रूप से, 1916 में, अल्बर्ट आइंस्टीन सूक्ष्म प्रक्रियाओं का वर्णन करने में सक्षम थे जो तब होते हैं जब परमाणु पदार्थों में चलते हैं। इन वैज्ञानिकों के सभी विकासों की पुष्टि बाद में लेजर, क्वांटम जनरेटर और एम्पलीफायरों के साथ-साथ अन्य आधुनिक उपकरणों के निर्माण से हुई।
मैक्स प्लैंक
इस वैज्ञानिक का जन्म 1858 में अप्रैल में हुआ था। प्लैंक का जन्म जर्मन शहर कील में प्रसिद्ध सैन्य पुरुषों, वैज्ञानिकों, वकीलों और चर्च के नेताओं के परिवार में हुआ था। व्यायामशाला में भी, उन्होंने गणित और अन्य विज्ञानों में उल्लेखनीय क्षमता दिखाई। सटीक विषयों के अलावा, उन्होंने संगीत का अध्ययन किया, जहां उन्होंने अपनी काफी प्रतिभा भी दिखाई।
जब उन्होंने विश्वविद्यालय में प्रवेश किया, तो उन्होंने सैद्धांतिक भौतिकी का अध्ययन करना चुना। फिर उन्होंने म्यूनिख में काम किया। यहां उन्होंने ऊष्मप्रवैगिकी का अध्ययन करना शुरू किया, अपने काम को वैज्ञानिक दुनिया के सामने पेश किया। 1887 में प्लैंक ने बर्लिन में अपनी गतिविधियों को जारी रखा। इस अवधि में क्वांटम परिकल्पना जैसी शानदार वैज्ञानिक उपलब्धि शामिल है, जिसका गहरा अर्थ लोगों को बाद में ही समझ में आया। इस सिद्धांत को व्यापक रूप से मान्यता दी गई थी और केवल 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में ही वैज्ञानिक रुचि अर्जित की थी। लेकिन यह उनके लिए धन्यवाद था कि प्लैंक ने व्यापक लोकप्रियता हासिल की और अपने नाम का महिमामंडन किया।
