Monday, April 20, 2020
Sunday, April 19, 2020
Steady Flow Energy Equation | Engineering Thermodynamics
Steady Flow Energy Equation | Engineering Thermodynamics
Friday, April 17, 2020
Buoyancy & Floatation | उछाल और तैरने की क्रिया
Buoyancy & Floatation | उछाल और तैरने की क्रिया
####### HINDI #######
Buoyancy & Floatation | उछाल और तैरने की क्रिया
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| Boat |
Buoyancy या upthrust, एक तरल पदार्थ द्वारा उत्सर्जित एक उर्ध्व बल है जो आंशिक या पूरी तरह से विसर्जित वस्तु के वजन का विरोध करता है। तरल पदार्थ के एक स्तंभ में, अधिक तरल पदार्थ के वजन के परिणामस्वरूप गहराई के साथ दबाव बढ़ता है। इस प्रकार किसी स्तंभ के तल पर दबाव स्तंभ के शीर्ष से अधिक होता है। इसी प्रकार, किसी तरल पदार्थ में डूबी किसी वस्तु के तल पर दबाव वस्तु के शीर्ष से अधिक होता है। दबाव अंतर से वस्तु पर शुद्ध उर्जा बल आता है। बल का परिमाण दाब अंतर के समानुपाती होता है, और द्रव के भार के बराबर होता है जो अन्यथा वस्तु के डूबे हुए आयतन पर कब्जा कर लेता है, अर्थात विस्थापित द्रव।
इस कारण से, एक ऐसी वस्तु जिसका औसत घनत्व द्रव से अधिक होता है जिसमें यह डूब जाता है डूब जाता है। यदि वस्तु तरल से कम सघन है, तो बल वस्तु को बचाए रख सकता है। यह केवल एक गैर-जड़त्वीय संदर्भ फ्रेम में हो सकता है, जिसमें या तो गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र होता है या "डाउनवर्ड" दिशा को परिभाषित करने वाले गुरुत्वाकर्षण के अलावा किसी अन्य बल के कारण तेजी होती है।
किसी वस्तु के उछाल का केंद्र द्रव के विस्थापित मात्रा का केन्द्रक होता है।
आर्किमिडीज के सिद्धांत का नाम आर्किमिडीज ऑफ सिरैक्यूज़ के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने पहली बार 212 ईसा पूर्व में इस कानून की खोज की थी। वस्तुओं के लिए, तैरते और डूबते हुए, और गैसों के साथ-साथ तरल पदार्थ, आर्किमिडीज के सिद्धांत को इस प्रकार बलों के संदर्भ में कहा जा सकता है: "किसी भी वस्तु, पूर्ण या आंशिक रूप से एक तरल पदार्थ में डूबे हुए, वस्तु द्वारा विस्थापित द्रव के वजन के बराबर एक बल द्वारा उछाल दिया जाता है" —इस स्पष्टीकरण के साथ कि एक धँसी हुई वस्तु के लिए विस्थापित द्रव का आयतन वस्तु का आयतन है, और किसी तरल पदार्थ पर तैरने वाली वस्तु के लिए, विस्थापित तरल का भार वस्तु का भार है।
आर्किमिडीज का सिद्धांत शरीर पर सतह के तनाव (केशिका) को कार्य नहीं मानता है, लेकिन यह अतिरिक्त बल केवल विस्थापित द्रव की मात्रा और विस्थापन के स्थानिक वितरण को संशोधित करता है, इसलिए सिद्धांत है कि विस्थापित द्रव का भार उछाल या वैध है।
विस्थापित द्रव का वजन विस्थापित द्रव की मात्रा के सीधे आनुपातिक होता है (यदि आसपास का द्रव एक समान घनत्व का हो)। सरल शब्दों में, सिद्धांत कहता है कि एक वस्तु पर उछाल बल बल वस्तु द्वारा विस्थापित तरल पदार्थ के वजन के बराबर होता है, या जलमग्न मात्रा के गुणा द्वारा द्रव का घनत्व गुरुत्वाकर्षण त्वरण गुणा होता है। इस प्रकार, समान द्रव्यमान के साथ पूरी तरह से जलमग्न वस्तुओं के बीच, अधिक मात्रा वाली वस्तुओं में अधिक उछाल होता है। इसे अपट्रस्ट के नाम से भी जाना जाता है।
एक फ्लोटिंग ऑब्जेक्ट स्थिर है यदि यह एक छोटे से विस्थापन के बाद खुद को एक संतुलन स्थिति में पुनर्स्थापित करने के लिए जाता है। उदाहरण के लिए, फ्लोटिंग ऑब्जेक्ट्स में आमतौर पर ऊर्ध्वाधर स्थिरता होती है, जैसे कि ऑब्जेक्ट को थोड़ा नीचे धकेल दिया जाता है, इससे एक बड़ी उछाल वाली ताकत पैदा होगी, जो वजन बल से असंतुलित होकर वस्तु को पीछे धकेल देगी।
अस्थायी जहाजों में घूर्णी स्थिरता का बहुत महत्व है। एक छोटे कोणीय विस्थापन को देखते हुए, पोत अपनी मूल स्थिति (स्थिर) पर वापस आ सकता है, अपनी मूल स्थिति (अस्थिर) से दूर जा सकता है, या जहां वह (तटस्थ) रहता है।
घूर्णी स्थिरता किसी वस्तु पर बलों की कार्रवाई की सापेक्ष रेखाओं पर निर्भर करती है। किसी वस्तु पर उर्ध्वगामी उछाल बल के केंद्र के माध्यम से कार्य करता है, जो द्रव के विस्थापित मात्रा का केन्द्रक होता है। वस्तु पर भार बल उसके गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के माध्यम से कार्य करता है। एक उद्वेलित वस्तु स्थिर होगी यदि गुरुत्वाकर्षण का केंद्र उद्विग्नता के केंद्र के नीचे हो क्योंकि कोई भी कोणीय विस्थापन तब 'सही होने का क्षण' उत्पन्न करेगा।
सतह पर एक उछालयुक्त वस्तु की स्थिरता अधिक जटिल है, और यह स्थिर रह सकता है भले ही गुरुत्वाकर्षण का केंद्र उछाल के केंद्र के ऊपर हो, बशर्ते कि जब संतुलन की स्थिति से परेशान हो, तो उछाल का केंद्र उसी तरफ आगे बढ़ जाता है गुरुत्वाकर्षण का केंद्र गति करता है, इस प्रकार एक सकारात्मक अधिकार प्रदान करता है। यदि ऐसा होता है, तो फ्लोटिंग ऑब्जेक्ट को एक सकारात्मक मेटासेंट्रिक ऊँचाई कहा जाता है। यह स्थिति आम तौर पर एड़ी के कोणों की एक श्रेणी के लिए मान्य होती है, जिसके परे उछाल का केंद्र एक सकारात्मक सही क्षण प्रदान करने के लिए पर्याप्त नहीं चलता है, और वस्तु अस्थिर हो जाती है। एक हीलिंग गड़बड़ी के दौरान एक से अधिक बार सकारात्मक से नकारात्मक या इसके विपरीत स्थानांतरित करना संभव है, और कई आकार एक से अधिक स्थिति में स्थिर हैं।
एक फ्लोटिंग ऑब्जेक्ट स्थिर है यदि यह एक छोटे से विस्थापन के बाद खुद को एक संतुलन स्थिति में पुनर्स्थापित करने के लिए जाता है। उदाहरण के लिए, फ्लोटिंग ऑब्जेक्ट्स में आमतौर पर ऊर्ध्वाधर स्थिरता होती है, जैसे कि ऑब्जेक्ट को थोड़ा नीचे धकेल दिया जाता है, इससे एक बड़ी उछाल वाली ताकत पैदा होगी, जो वजन बल से असंतुलित होकर वस्तु को पीछे धकेल देगी।
अस्थायी जहाजों में घूर्णी स्थिरता का बहुत महत्व है। एक छोटे कोणीय विस्थापन को देखते हुए, पोत अपनी मूल स्थिति (स्थिर) पर वापस आ सकता है, अपनी मूल स्थिति (अस्थिर) से दूर जा सकता है, या जहां वह (तटस्थ) रहता है।
घूर्णी स्थिरता किसी वस्तु पर बलों की कार्रवाई की सापेक्ष रेखाओं पर निर्भर करती है। किसी वस्तु पर उर्ध्वगामी उछाल बल के केंद्र के माध्यम से कार्य करता है, जो द्रव के विस्थापित मात्रा का केन्द्रक होता है। वस्तु पर भार बल उसके गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के माध्यम से कार्य करता है। एक उद्वेलित वस्तु स्थिर होगी यदि गुरुत्वाकर्षण का केंद्र उद्विग्नता के केंद्र के नीचे हो क्योंकि कोई भी कोणीय विस्थापन तब 'सही होने का क्षण' उत्पन्न करेगा।
सतह पर एक उछालयुक्त वस्तु की स्थिरता अधिक जटिल है, और यह स्थिर रह सकता है भले ही गुरुत्वाकर्षण का केंद्र उछाल के केंद्र के ऊपर हो, बशर्ते कि जब संतुलन की स्थिति से परेशान हो, तो उछाल का केंद्र उसी तरफ आगे बढ़ जाता है गुरुत्वाकर्षण का केंद्र गति करता है, इस प्रकार एक सकारात्मक अधिकार प्रदान करता है। यदि ऐसा होता है, तो फ्लोटिंग ऑब्जेक्ट को एक सकारात्मक मेटासेंट्रिक ऊँचाई कहा जाता है। यह स्थिति आम तौर पर एड़ी के कोणों की एक श्रेणी के लिए मान्य होती है, जिसके परे उछाल का केंद्र एक सकारात्मक सही क्षण प्रदान करने के लिए पर्याप्त नहीं चलता है, और वस्तु अस्थिर हो जाती है। एक हीलिंग गड़बड़ी के दौरान एक से अधिक बार सकारात्मक से नकारात्मक या इसके विपरीत स्थानांतरित करना संभव है, और कई आकार एक से अधिक स्थिति में स्थिर हैं।
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Thursday, April 16, 2020
What is Supercluster? | सुपरक्लस्टर क्या है?
What is Supercluster? | सुपरक्लस्टर क्या है?
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| Supercluster |
एक सुपरक्लस्टर छोटी आकाशगंगा समूहों या आकाशगंगा समूहों का एक बड़ा समूह है; यह ब्रह्मांड की सबसे बड़ी ज्ञात संरचनाओं में से एक है। मिल्की वे स्थानीय समूह आकाशगंगा समूह का हिस्सा है, जो बदले में कन्या सुपरक्लस्टर का हिस्सा है, जो लानियाका सुपरक्लस्टर का हिस्सा है। सुपरक्लस्टर्स के बड़े आकार और कम घनत्व का मतलब है कि वे समूहों के विपरीत, हबल विस्तार के साथ विस्तार करते हैं। अवलोकनीय ब्रह्मांड में सुपरक्लस्टर्स की संख्या 10 मिलियन होने का अनुमान है।
सुपरक्लस्टर्स का अस्तित्व इंगित करता है कि ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं को समान रूप से वितरित नहीं किया गया है; उनमें से अधिकांश समूहों और समूहों में एक साथ तैयार किए गए हैं, जिनमें कुछ दर्जन आकाशगंगाओं के समूह हैं और कई हजार आकाशगंगाएँ हैं। उन समूहों और समूहों और अतिरिक्त पृथक आकाशगंगाओं के रूप में भी बड़ी संरचनाओं को सुपरक्लस्टर्स कहा जाता है।
उनके अस्तित्व को पहली बार जॉर्ज एबेल ने 1958 में आकाशगंगा समूहों के एबेल कैटलॉग में पोस्ट किया था। उन्होंने उन्हें "दूसरे क्रम के क्लस्टर", या समूहों के समूह कहा।
सुपरक्लस्टर्स आकाशगंगाओं की विशाल संरचनाएँ बनाते हैं, जिन्हें "फिलामेंट्स", "सुपरक्लस्टर कॉम्प्लेक्स", "दीवारें" या "शीट्स" कहा जाता है, जो कई सौ मिलियन प्रकाश-वर्ष से लेकर 10 बिलियन प्रकाश-वर्ष के बीच हो सकते हैं, जो 5% से अधिक अवलोकनीय हैं। ब्रम्हांड। ये आज तक ज्ञात सबसे बड़ी संरचनाएं हैं। सुपरक्लस्टर्स के अवलोकन ब्रह्मांड की प्रारंभिक स्थिति के बारे में जानकारी दे सकते हैं, जब ये सुपरक्लस्टर्स बनाए गए थे। सुपरक्लस्टर्स के भीतर आकाशगंगाओं की घूर्णी कुल्हाड़ियों की दिशाओं का अध्ययन उन लोगों द्वारा किया जाता है जो मानते हैं कि वे ब्रह्मांड के इतिहास में आकाशगंगाओं की प्रारंभिक गठन प्रक्रिया में अंतर्दृष्टि और जानकारी दे सकते हैं।
सुपरक्लस्टर्स के बीच अंतःस्थापित अंतरिक्ष की बड़ी संरचनाएँ हैं जहाँ कुछ आकाशगंगाएँ मौजूद हैं। सुपरक्लस्टर्स अक्सर समूहों के समूहों में विभाजित होते हैं जिन्हें आकाशगंगा समूह और क्लस्टर कहा जाता है।
हालांकि ब्रह्मांड में सबसे बड़े ढांचे को सुपरक्लस्टर्स माना जाता है, क्योंकि कॉस्मोलॉजिकल सिद्धांत के अनुसार, सर्वेक्षणों में बड़ी संरचनाएं देखी गई हैं, जिनमें स्लोन ग्रेट वॉल भी शामिल है।
एक खुला क्लस्टर कुछ हजार सितारों तक का एक समूह है जो एक ही विशाल आणविक बादल से बने थे और लगभग एक ही उम्र के हैं। मिल्की वे गैलेक्सी के भीतर 1,100 से अधिक खुले समूहों की खोज की गई है, और कई और मौजूद हैं। वे परस्पर गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से बहुत हद तक बंधे होते हैं और वे अन्य गुच्छों और गैस के बादलों के साथ घनिष्ठ मुठभेड़ों से बाधित हो जाते हैं क्योंकि वे गैलेक्टिक केंद्र की परिक्रमा करते हैं। इसके परिणामस्वरूप आकाशगंगा के मुख्य भाग में प्रवासन हो सकता है और आंतरिक निकट मुठभेड़ों के माध्यम से क्लस्टर सदस्यों का नुकसान हो सकता है। खुले समूह आम तौर पर कुछ सौ मिलियन वर्षों तक जीवित रहते हैं, सबसे बड़े पैमाने पर कुछ अरब वर्षों तक जीवित रहते हैं। इसके विपरीत, सितारों के अधिक विशाल गोलाकार समूह अपने सदस्यों पर एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण पैदा करते हैं, और अधिक समय तक जीवित रह सकते हैं। ओपन क्लस्टर केवल सर्पिल और अनियमित आकाशगंगाओं में पाए गए हैं, जिसमें सक्रिय सितारा गठन हो रहा है।
युवा खुले समूहों को आणविक बादल के भीतर समाहित किया जा सकता है, जहां से उन्होंने एच II क्षेत्र बनाने के लिए इसे रोशन किया था। समय के साथ, क्लस्टर से विकिरण दबाव आणविक बादल को छितरा देगा। आमतौर पर, गैस के द्रव्यमान का द्रव्यमान का लगभग 10% विकिरण गैसों के प्रवाह को दूर करने से पहले तारों में जमा हो जाएगा।
स्टेलर इवोल्यूशन के अध्ययन में ओपन क्लस्टर्स प्रमुख वस्तुएं हैं। क्योंकि क्लस्टर सदस्य समान आयु और रासायनिक संरचना के हैं, इसलिए उनके गुण पृथक सितारों के लिए अधिक आसानी से निर्धारित होते हैं। कई खुले समूह, जैसे कि प्लीएड्स, हयाड्स या अल्फा पर्सि क्लस्टर, नग्न आंखों से दिखाई देते हैं। कुछ अन्य, जैसे कि डबल क्लस्टर, उपकरणों के बिना बमुश्किल बोधगम्य हैं, जबकि कई और दूरबीन या दूरबीनों का उपयोग करते हुए देखे जा सकते हैं। वाइल्ड डक क्लस्टर, M11, एक उदाहरण है।
एक खुले क्लस्टर का निर्माण एक विशाल आणविक बादल के हिस्से के ढहने के साथ शुरू होता है, गैस का एक ठंडा घना बादल और सूर्य के द्रव्यमान से कई गुना अधिक धूल युक्त होता है। इन बादलों में घनत्व होता है जो कि तटस्थ हाइड्रोजन प्रति घन सेमी के 102 से 106 अणुओं से भिन्न होता है, जिसमें सितारा गठन 104 अणुओं प्रति घन सेमी से अधिक घनत्व वाले क्षेत्रों में होता है। आमतौर पर, मात्रा के अनुसार बादल का केवल 1-10% बाद के घनत्व से ऊपर होता है। गिरने से पहले, ये बादल चुंबकीय क्षेत्र, अशांति और रोटेशन के माध्यम से अपने यांत्रिक संतुलन को बनाए रखते हैं।
कई कारक एक विशाल आणविक बादल के संतुलन को बाधित कर सकते हैं, एक पतन को ट्रिगर कर सकते हैं और स्टार गठन के फटने की शुरुआत कर सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप एक खुला क्लस्टर हो सकता है। इनमें पास के सुपरनोवा से झटका तरंगें, अन्य बादलों के साथ टकराव, या गुरुत्वाकर्षण बातचीत शामिल हैं। बाहरी ट्रिगर्स के बिना भी, क्लाउड के क्षेत्र उन स्थितियों तक पहुंच सकते हैं जहां वे पतन के खिलाफ अस्थिर हो जाते हैं। ढहने वाले बादल क्षेत्र कभी-कभी छोटे गुच्छों में पदानुक्रमित विखंडन से गुजरेंगे, जिसमें एक विशेष रूप से घने रूप शामिल हैं, जिसे अवरक्त काले बादलों के रूप में जाना जाता है, जो अंततः कई हजार सितारों के गठन के लिए अग्रणी है। यह तारा निर्माण ढहते हुए बादल में गिरना शुरू हो जाता है, जो प्रोटॉस्टरों को दृष्टि से अवरुद्ध करता है लेकिन अवरक्त अवलोकन की अनुमति देता है। मिल्की वे आकाशगंगा में, खुले समूहों के गठन की दर हर कुछ हजार वर्षों में से एक होने का अनुमान है।
नवगठित तारों का सबसे गर्म और सबसे विशाल, तीव्र पराबैंगनी विकिरण का उत्सर्जन करेगा, जो एच II क्षेत्र का गठन करते हुए, विशाल आणविक बादल के आसपास के गैस को लगातार आयनित करता है। बड़े तारों से तारकीय हवाएं और विकिरण का दबाव गैस में ध्वनि की गति से मेल खाते हुए वेग से गर्म आयनित गैस को निकालना शुरू कर देता है। कुछ मिलियन वर्षों के बाद क्लस्टर अपने पहले कोर-पतन सुपरनोवा का अनुभव करेगा, जो आसपास के क्षेत्र से गैस को बाहर निकाल देगा। ज्यादातर मामलों में ये प्रक्रिया दस मिलियन वर्षों के भीतर गैस के क्लस्टर को बंद कर देगी और आगे कोई स्टार गठन नहीं होगा। फिर भी, परिणामी प्रोटोस्टेलर वस्तुओं में से लगभग आधे को परिस्थितिजन्य डिस्क से घिरा हुआ छोड़ दिया जाएगा, जिनमें से कई में अभिवृद्धि डिस्क होती है।
क्लाउड कोर में केवल 30 से 40 प्रतिशत गैस ही तारों का निर्माण करती है, अवशिष्ट गैस निष्कासन की प्रक्रिया स्टार बनाने की प्रक्रिया के लिए अत्यधिक हानिकारक है। इस प्रकार सभी क्लस्टर महत्वपूर्ण शिशु वजन कम करते हैं, जबकि एक बड़ा अंश शिशु मृत्यु दर से गुजरता है। इस बिंदु पर, एक खुले क्लस्टर का निर्माण इस बात पर निर्भर करेगा कि क्या नवगठित सितारे एक दूसरे से गुरुत्वाकर्षण के लिए बाध्य हैं; अन्यथा एक अनबाउंड तारकीय संघ परिणाम देगा। यहां तक कि जब एक क्लस्टर जैसे कि प्लेइड्स बनता है, तो यह केवल मूल तारों के एक तिहाई हिस्से पर पकड़ सकता है, गैस के निष्कासित होने के बाद शेष अनबाउंड बन जाता है। अपने नटाल क्लस्टर से रिहा हुए युवा सितारे गेलेक्टिक क्षेत्र की आबादी का हिस्सा बन जाते हैं।
क्योंकि अधिकांश अगर सभी तारों में नहीं बनते हैं, तो स्टार क्लस्टर को आकाशगंगाओं के मूलभूत निर्माण खंडों के रूप में देखा जा सकता है। हिंसक गैस-निष्कासन की घटनाएं जो जन्म के समय कई स्टार समूहों को आकार देती हैं और नष्ट करती हैं, आकाशगंगाओं की रूपात्मक और कीनेमेटिक संरचनाओं में उनकी छाप छोड़ती हैं। अधिकांश खुले समूह कम से कम 100 तारे और 50 या अधिक सौर द्रव्यमान वाले होते हैं। सबसे बड़े समूहों में 1e4 से अधिक सौर द्रव्यमान हो सकते हैं, बड़े पैमाने पर क्लस्टर वेस्टरलंड 1 का अनुमान 5e4 सौर द्रव्यमान और R136 का लगभग 5e5, गोलाकार समूहों के लिए होता है। जबकि खुले समूह और गोलाकार क्लस्टर दो काफी अलग समूह बनाते हैं, बहुत दुर्लभ गोलाकार क्लस्टर जैसे कि पालोमर 12 और एक बहुत समृद्ध खुले क्लस्टर के बीच आंतरिक अंतर का एक बड़ा सौदा नहीं हो सकता है। कुछ खगोलविदों का मानना है कि दो प्रकार के स्टार क्लस्टर एक ही बुनियादी तंत्र के माध्यम से बनते हैं, इस अंतर के साथ कि वे परिस्थितियां जो बहुत समृद्ध गोलाकार समूहों के निर्माण की अनुमति देती हैं, जिनमें सैकड़ों हजारों सितारे अब मिल्की वे में प्रबल नहीं हैं।
एक ही आणविक बादल से बाहर निकलने के लिए दो या अधिक अलग-अलग खुले समूहों के लिए आम है। बड़े मैगेलैनिक बादल में, हॉज 301 और आर 136 दोनों ने टारेंटयुला नेबुला की गैसों से बनाई है, जबकि हमारी अपनी आकाशगंगा में, दो प्रमुख क्लस्टरों के आसपास के हेडिड्स और प्रिसेप के अंतरिक्ष के माध्यम से गति का पता लगाता है, जिससे पता चलता है कि उनका गठन लगभग 600 मिलियन साल पहले वही बादल। कभी-कभी, एक ही समय में पैदा होने वाले दो क्लस्टर एक बाइनरी क्लस्टर बनाएंगे। मिल्की वे में सबसे अच्छा ज्ञात उदाहरण NGC 869 और NGC 884 का डबल क्लस्टर है, लेकिन कम से कम 10 और डबल क्लस्टर मौजूद हैं। कई और छोटे और बड़े मैगेलैनिक बादलों में जाना जाता है - वे हमारी स्वयं की आकाशगंगा की तुलना में बाहरी प्रणालियों में पता लगाने में आसान होते हैं क्योंकि प्रक्षेपण प्रभाव मिल्की वे के भीतर असंबंधित समूहों को एक दूसरे के करीब दिखाई दे सकते हैं।
एक खुला क्लस्टर कुछ हजार सितारों तक का एक समूह है जो एक ही विशाल आणविक बादल से बने थे और लगभग एक ही उम्र के हैं। मिल्की वे गैलेक्सी के भीतर 1,100 से अधिक खुले समूहों की खोज की गई है, और कई और मौजूद हैं। वे परस्पर गुरुत्वाकर्षण आकर्षण से बहुत हद तक बंधे होते हैं और वे अन्य गुच्छों और गैस के बादलों के साथ घनिष्ठ मुठभेड़ों से बाधित हो जाते हैं क्योंकि वे गैलेक्टिक केंद्र की परिक्रमा करते हैं। इसके परिणामस्वरूप आकाशगंगा के मुख्य भाग में प्रवासन हो सकता है और आंतरिक निकट मुठभेड़ों के माध्यम से क्लस्टर सदस्यों का नुकसान हो सकता है। खुले समूह आम तौर पर कुछ सौ मिलियन वर्षों तक जीवित रहते हैं, सबसे बड़े पैमाने पर कुछ अरब वर्षों तक जीवित रहते हैं। इसके विपरीत, सितारों के अधिक विशाल गोलाकार समूह अपने सदस्यों पर एक मजबूत गुरुत्वाकर्षण आकर्षण पैदा करते हैं, और अधिक समय तक जीवित रह सकते हैं। ओपन क्लस्टर केवल सर्पिल और अनियमित आकाशगंगाओं में पाए गए हैं, जिसमें सक्रिय सितारा गठन हो रहा है।
युवा खुले समूहों को आणविक बादल के भीतर समाहित किया जा सकता है, जहां से उन्होंने एच II क्षेत्र बनाने के लिए इसे रोशन किया था। समय के साथ, क्लस्टर से विकिरण दबाव आणविक बादल को छितरा देगा। आमतौर पर, गैस के द्रव्यमान का द्रव्यमान का लगभग 10% विकिरण गैसों के प्रवाह को दूर करने से पहले तारों में जमा हो जाएगा।
स्टेलर इवोल्यूशन के अध्ययन में ओपन क्लस्टर्स प्रमुख वस्तुएं हैं। क्योंकि क्लस्टर सदस्य समान आयु और रासायनिक संरचना के हैं, इसलिए उनके गुण पृथक सितारों के लिए अधिक आसानी से निर्धारित होते हैं। कई खुले समूह, जैसे कि प्लीएड्स, हयाड्स या अल्फा पर्सि क्लस्टर, नग्न आंखों से दिखाई देते हैं। कुछ अन्य, जैसे कि डबल क्लस्टर, उपकरणों के बिना बमुश्किल बोधगम्य हैं, जबकि कई और दूरबीन या दूरबीनों का उपयोग करते हुए देखे जा सकते हैं। वाइल्ड डक क्लस्टर, M11, एक उदाहरण है।
एक खुले क्लस्टर का निर्माण एक विशाल आणविक बादल के हिस्से के ढहने के साथ शुरू होता है, गैस का एक ठंडा घना बादल और सूर्य के द्रव्यमान से कई गुना अधिक धूल युक्त होता है। इन बादलों में घनत्व होता है जो कि तटस्थ हाइड्रोजन प्रति घन सेमी के 102 से 106 अणुओं से भिन्न होता है, जिसमें सितारा गठन 104 अणुओं प्रति घन सेमी से अधिक घनत्व वाले क्षेत्रों में होता है। आमतौर पर, मात्रा के अनुसार बादल का केवल 1-10% बाद के घनत्व से ऊपर होता है। गिरने से पहले, ये बादल चुंबकीय क्षेत्र, अशांति और रोटेशन के माध्यम से अपने यांत्रिक संतुलन को बनाए रखते हैं।
कई कारक एक विशाल आणविक बादल के संतुलन को बाधित कर सकते हैं, एक पतन को ट्रिगर कर सकते हैं और स्टार गठन के फटने की शुरुआत कर सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप एक खुला क्लस्टर हो सकता है। इनमें पास के सुपरनोवा से झटका तरंगें, अन्य बादलों के साथ टकराव, या गुरुत्वाकर्षण बातचीत शामिल हैं। बाहरी ट्रिगर्स के बिना भी, क्लाउड के क्षेत्र उन स्थितियों तक पहुंच सकते हैं जहां वे पतन के खिलाफ अस्थिर हो जाते हैं। ढहने वाले बादल क्षेत्र कभी-कभी छोटे गुच्छों में पदानुक्रमित विखंडन से गुजरेंगे, जिसमें एक विशेष रूप से घने रूप शामिल हैं, जिसे अवरक्त काले बादलों के रूप में जाना जाता है, जो अंततः कई हजार सितारों के गठन के लिए अग्रणी है। यह तारा निर्माण ढहते हुए बादल में गिरना शुरू हो जाता है, जो प्रोटॉस्टरों को दृष्टि से अवरुद्ध करता है लेकिन अवरक्त अवलोकन की अनुमति देता है। मिल्की वे आकाशगंगा में, खुले समूहों के गठन की दर हर कुछ हजार वर्षों में से एक होने का अनुमान है।
नवगठित तारों का सबसे गर्म और सबसे विशाल, तीव्र पराबैंगनी विकिरण का उत्सर्जन करेगा, जो एच II क्षेत्र का गठन करते हुए, विशाल आणविक बादल के आसपास के गैस को लगातार आयनित करता है। बड़े तारों से तारकीय हवाएं और विकिरण का दबाव गैस में ध्वनि की गति से मेल खाते हुए वेग से गर्म आयनित गैस को निकालना शुरू कर देता है। कुछ मिलियन वर्षों के बाद क्लस्टर अपने पहले कोर-पतन सुपरनोवा का अनुभव करेगा, जो आसपास के क्षेत्र से गैस को बाहर निकाल देगा। ज्यादातर मामलों में ये प्रक्रिया दस मिलियन वर्षों के भीतर गैस के क्लस्टर को बंद कर देगी और आगे कोई स्टार गठन नहीं होगा। फिर भी, परिणामी प्रोटोस्टेलर वस्तुओं में से लगभग आधे को परिस्थितिजन्य डिस्क से घिरा हुआ छोड़ दिया जाएगा, जिनमें से कई में अभिवृद्धि डिस्क होती है।
क्लाउड कोर में केवल 30 से 40 प्रतिशत गैस ही तारों का निर्माण करती है, अवशिष्ट गैस निष्कासन की प्रक्रिया स्टार बनाने की प्रक्रिया के लिए अत्यधिक हानिकारक है। इस प्रकार सभी क्लस्टर महत्वपूर्ण शिशु वजन कम करते हैं, जबकि एक बड़ा अंश शिशु मृत्यु दर से गुजरता है। इस बिंदु पर, एक खुले क्लस्टर का निर्माण इस बात पर निर्भर करेगा कि क्या नवगठित सितारे एक दूसरे से गुरुत्वाकर्षण के लिए बाध्य हैं; अन्यथा एक अनबाउंड तारकीय संघ परिणाम देगा। यहां तक कि जब एक क्लस्टर जैसे कि प्लेइड्स बनता है, तो यह केवल मूल तारों के एक तिहाई हिस्से पर पकड़ सकता है, गैस के निष्कासित होने के बाद शेष अनबाउंड बन जाता है। अपने नटाल क्लस्टर से रिहा हुए युवा सितारे गेलेक्टिक क्षेत्र की आबादी का हिस्सा बन जाते हैं।
क्योंकि अधिकांश अगर सभी तारों में नहीं बनते हैं, तो स्टार क्लस्टर को आकाशगंगाओं के मूलभूत निर्माण खंडों के रूप में देखा जा सकता है। हिंसक गैस-निष्कासन की घटनाएं जो जन्म के समय कई स्टार समूहों को आकार देती हैं और नष्ट करती हैं, आकाशगंगाओं की रूपात्मक और कीनेमेटिक संरचनाओं में उनकी छाप छोड़ती हैं। अधिकांश खुले समूह कम से कम 100 तारे और 50 या अधिक सौर द्रव्यमान वाले होते हैं। सबसे बड़े समूहों में 1e4 से अधिक सौर द्रव्यमान हो सकते हैं, बड़े पैमाने पर क्लस्टर वेस्टरलंड 1 का अनुमान 5e4 सौर द्रव्यमान और R136 का लगभग 5e5, गोलाकार समूहों के लिए होता है। जबकि खुले समूह और गोलाकार क्लस्टर दो काफी अलग समूह बनाते हैं, बहुत दुर्लभ गोलाकार क्लस्टर जैसे कि पालोमर 12 और एक बहुत समृद्ध खुले क्लस्टर के बीच आंतरिक अंतर का एक बड़ा सौदा नहीं हो सकता है। कुछ खगोलविदों का मानना है कि दो प्रकार के स्टार क्लस्टर एक ही बुनियादी तंत्र के माध्यम से बनते हैं, इस अंतर के साथ कि वे परिस्थितियां जो बहुत समृद्ध गोलाकार समूहों के निर्माण की अनुमति देती हैं, जिनमें सैकड़ों हजारों सितारे अब मिल्की वे में प्रबल नहीं हैं।
एक ही आणविक बादल से बाहर निकलने के लिए दो या अधिक अलग-अलग खुले समूहों के लिए आम है। बड़े मैगेलैनिक बादल में, हॉज 301 और आर 136 दोनों ने टारेंटयुला नेबुला की गैसों से बनाई है, जबकि हमारी अपनी आकाशगंगा में, दो प्रमुख क्लस्टरों के आसपास के हेडिड्स और प्रिसेप के अंतरिक्ष के माध्यम से गति का पता लगाता है, जिससे पता चलता है कि उनका गठन लगभग 600 मिलियन साल पहले वही बादल। कभी-कभी, एक ही समय में पैदा होने वाले दो क्लस्टर एक बाइनरी क्लस्टर बनाएंगे। मिल्की वे में सबसे अच्छा ज्ञात उदाहरण NGC 869 और NGC 884 का डबल क्लस्टर है, लेकिन कम से कम 10 और डबल क्लस्टर मौजूद हैं। कई और छोटे और बड़े मैगेलैनिक बादलों में जाना जाता है - वे हमारी स्वयं की आकाशगंगा की तुलना में बाहरी प्रणालियों में पता लगाने में आसान होते हैं क्योंकि प्रक्षेपण प्रभाव मिल्की वे के भीतर असंबंधित समूहों को एक दूसरे के करीब दिखाई दे सकते हैं।
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एक झुका हुआ विमान, जिसे एक रैंप के रूप में भी जाना जाता है, एक समतल सहायक सतह है जो कोण पर झुकी होती है, जिसका एक छोर दूसरे की तुलना में अधिक होता है, जिसका उपयोग भार को बढ़ाने या कम करने के लिए सहायता के रूप में किया जाता है। इच्छुक विमान पुनर्जागरण वैज्ञानिकों द्वारा परिभाषित छह शास्त्रीय सरल मशीनों में से एक है। झुके हुए विमानों को ऊर्ध्वाधर बाधाओं पर भारी भार को स्थानांतरित करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है; उदाहरण एक ट्रक में सामान लोड करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रैंप से भिन्न होते हैं, एक पैदल यात्री रैंप पर चलते हुए, एक ऑटोमोबाइल या रेलमार्ग पर चढ़ते हुए एक ग्रेड तक।
किसी वस्तु को एक झुके हुए तल पर ले जाने से, उसे ऊपर की ओर बढ़ने पर कम बल की आवश्यकता होती है, जिससे दूरी बढ़ गई है। एक झुका हुआ विमान का यांत्रिक लाभ, वह कारक जिसके द्वारा बल कम किया जाता है, ढलान की सतह की लंबाई के अनुपात के बराबर है जो इसे फैलाता है। ऊर्जा के संरक्षण के कारण, किसी दिए गए ऊर्ध्वाधर दूरी से किसी दिए गए ऑब्जेक्ट को उठाने के लिए यांत्रिक ऊर्जा की समान मात्रा की आवश्यकता होती है, घर्षण से नुकसान की उपेक्षा करते हैं, लेकिन झुका हुआ विमान समान कार्य को अधिक दूरी पर लगाए गए छोटे बल के साथ करने की अनुमति देता है। ।
घर्षण का कोण, जिसे कभी-कभी रेपो का कोण भी कहा जाता है, अधिकतम कोण है जिस पर एक भार घर्षण के कारण एक झुकाव वाले विमान पर स्थिर हो सकता है, बिना नीचे फिसले। यह कोण सतहों के बीच स्थिर घर्षण के गुणांक के बराबर है।
दो अन्य सरल मशीनों को अक्सर झुकाव वाले विमान से प्राप्त माना जाता है। वेज को मूविंग इंक्लाइन प्लेन या बेस में जुड़े दो इंक्लूड प्लेन माना जा सकता है। पेंच में एक संकीर्ण झुकाव वाला विमान होता है जो एक सिलेंडर के चारों ओर लिपटा होता है।
यह शब्द एक विशिष्ट कार्यान्वयन को भी संदर्भित कर सकता है; एक सीधा रैंप पहाड़ी से ऊपर और नीचे माल परिवहन के लिए एक खड़ी पहाड़ी में कट जाता है। इसमें रेल पर कार शामिल हो सकती है या केबल सिस्टम द्वारा खींची जा सकती है; एक मज़ाकिया या केबल रेलवे, जैसे कि जॉनस्टाउन इंक्लाइन प्लेन।
इच्छुक विमानों को ट्रकों, जहाजों और विमानों पर सामान उतारने और उतारने के लिए लोडिंग रैंप के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। व्हीलचेयर रैंप का उपयोग व्हीलचेयर में लोगों को उनकी ताकत से अधिक के बिना ऊर्ध्वाधर बाधाओं पर पहुंचने के लिए किया जाता है। एस्केलेटर और slanted कन्वेयर बेल्ट भी इच्छुक विमान के रूप हैं। एक विशेष या केबल रेलवे में एक रेलरोड कार को केबल का उपयोग करके एक इच्छुक झुकाव वाले विमान से ऊपर खींचा जाता है। झुके हुए विमान भी मानव सहित भारी नाजुक वस्तुओं को गुरुत्वाकर्षण बल को कम करने के लिए विमान के सामान्य बल का उपयोग करके एक ऊर्ध्वाधर दूरी तक सुरक्षित रूप से नीचे ले जाने की अनुमति देते हैं। विमान निकासी की स्लाइड्स से लोगों को तेजी से और सुरक्षित रूप से यात्री विमान की ऊंचाई से जमीन तक पहुंचने की अनुमति मिलती है।
अन्य इच्छुक विमानों को स्थायी संरचनाओं में बनाया गया है। वाहनों और रेलमार्गों के लिए सड़कों में क्रमिक ढलान, रैंप के रूप में विमानों का झुकाव होता है, और वाहनों को सड़क की सतह पर कर्षण खोए बिना ऊर्ध्वाधर बाधाओं जैसे पहाड़ियों को पार करने की अनुमति देता है। इसी तरह, पैदल चलने वालों के रास्तों और फुटपाथों में अपनी ढलान को सीमित करने के लिए कोमल रैंप होते हैं, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि पैदल यात्री ट्रैक्शन रख सकें। झुके हुए विमानों को लोगों के लिए मनोरंजन के रूप में, नियंत्रित तरीके से, खेल के मैदानों, पानी की स्लाइडों, स्की ढलानों और स्केटबोर्ड पार्कों में उपयोग किया जाता है।
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Tuesday, April 14, 2020
Reversible & Irreversible Processes | Engineering Thermodynamics |
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ऊष्मप्रवैगिकी में, एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसकी दिशा अपने परिवेश के माध्यम से सिस्टम की कुछ संपत्ति के लिए infinitesimal परिवर्तनों को प्रेरित करके अपनी मूल स्थिति में वापस आ सकती है। पूरे प्रतिवर्ती प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम अपने परिवेश के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन में है। उलट होने के बाद, यह सिस्टम या परिवेश में कोई बदलाव नहीं करता है। चूंकि प्रतिवर्ती प्रक्रिया को समाप्त करने में अनंत समय लगेगा, पूरी तरह से प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं असंभव हैं। हालाँकि, यदि परिवर्तन के दौर से गुजर रही प्रणाली लागू परिवर्तन की तुलना में बहुत तेजी से प्रतिक्रिया करती है, तो प्रतिवर्तीता से विचलन नगण्य हो सकता है। एक प्रतिवर्ती चक्र में, एक चक्रीय प्रतिवर्ती प्रक्रिया, प्रणाली और उसके परिवेश को उनके मूल राज्यों में वापस कर दिया जाएगा यदि एक आधा चक्र दूसरे आधे चक्र के बाद होता है।
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####### HINDI #######
ऊष्मप्रवैगिकी में, एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसकी दिशा अपने परिवेश के माध्यम से सिस्टम की कुछ संपत्ति के लिए infinitesimal परिवर्तनों को प्रेरित करके अपनी मूल स्थिति में वापस आ सकती है। पूरे प्रतिवर्ती प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम अपने परिवेश के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन में है। उलट होने के बाद, यह सिस्टम या परिवेश में कोई बदलाव नहीं करता है। चूंकि प्रतिवर्ती प्रक्रिया को समाप्त करने में अनंत समय लगेगा, पूरी तरह से प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं असंभव हैं। हालाँकि, यदि परिवर्तन के दौर से गुजर रही प्रणाली लागू परिवर्तन की तुलना में बहुत तेजी से प्रतिक्रिया करती है, तो प्रतिवर्तीता से विचलन नगण्य हो सकता है। एक प्रतिवर्ती चक्र में, एक चक्रीय प्रतिवर्ती प्रक्रिया, प्रणाली और उसके परिवेश को उनके मूल राज्यों में वापस कर दिया जाएगा यदि एक आधा चक्र दूसरे आधे चक्र के बाद होता है।
थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं को दो तरीकों में से एक में किया जा सकता है: विपरीत या अपरिवर्तनीय रूप से। प्रतिवर्तीता का अर्थ है कि प्रतिक्रिया लगातार क्वैसक्विलिब्रीम पर संचालित होती है। एक आदर्श थर्मोडायनामिक रूप से प्रतिवर्ती प्रक्रिया में, सिस्टम द्वारा या उस पर किए गए कार्य से ऊर्जा को अधिकतम किया जाएगा, और यह कि गर्मी से शून्य होगा। हालांकि, गर्मी को पूरी तरह से काम में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है और हमेशा कुछ हद तक खो जाएगा। अधिकतम काम और कम से कम गर्मी की घटना को एक दबाव-मात्रा ग्राफ पर संतुलन वक्र के नीचे के क्षेत्र के रूप में देखा जा सकता है, जो काम का प्रतिनिधित्व करता है। अधिकतम काम करने के लिए, व्यक्ति को संतुलन वक्र का सटीक रूप से पालन करना चाहिए।
दूसरी ओर, अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं, वक्र से दूर भटकने का परिणाम हैं, इसलिए किए गए समग्र कार्य की मात्रा में कमी; एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया को एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो संतुलन से प्रस्थान करती है। अपरिवर्तनीयता को प्रतिवर्ती कार्य और एक प्रक्रिया के लिए वास्तविक कार्य के बीच अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। जब दबाव और मात्रा के संदर्भ में वर्णित किया जाता है, तो यह तब होता है जब किसी प्रणाली का दबाव (या मात्रा) नाटकीय रूप से और तुरंत बदल जाता है कि मात्रा (या दबाव) को संतुलन तक पहुंचने का समय नहीं होता है। अपरिवर्तनीयता का एक उत्कृष्ट उदाहरण एक निश्चित मात्रा में गैस को वैक्यूम में छोड़ने की अनुमति देता है। एक नमूने पर दबाव जारी करके और इस तरह यह एक बड़ी जगह पर कब्जा करने की अनुमति देता है, सिस्टम और परिवेश विस्तार प्रक्रिया के दौरान संतुलन में नहीं होते हैं और बहुत कम काम होता है। हालांकि, इस प्रक्रिया को उलटने के लिए, पर्यावरण के लिए गर्मी के प्रवाह के रूप में ऊर्जा की एक समान मात्रा के साथ महत्वपूर्ण कार्य की आवश्यकता होगी।
प्रतिवर्ती प्रक्रिया की एक वैकल्पिक परिभाषा एक ऐसी प्रक्रिया है, जिसके होने के बाद, इसे उलटा किया जा सकता है और, जब उलट जाता है, तो सिस्टम और उसके परिवेश को उनके प्रारंभिक राज्यों में वापस कर देता है। थर्मोडायनामिक शब्दों में, एक प्रक्रिया "जगह ले रही है" जो एक राज्य से दूसरे राज्य में इसके संक्रमण को संदर्भित करेगी।
অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়াগুলি, অন্যদিকে, বাঁক থেকে দূরে সরে যাওয়ার ফলস্বরূপ, সুতরাং সামগ্রিক কাজের পরিমাণ হ্রাস করে; অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়াটিকে থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে যা ভারসাম্য থেকে বিদায় নেয়। অপরিবর্তনযোগ্যতা বিপরীত কাজ এবং একটি প্রক্রিয়া জন্য প্রকৃত কাজের মধ্যে পার্থক্য হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। যখন চাপ এবং ভলিউমের শর্তে বর্ণিত হয়, তখন এটি ঘটে যখন কোনও সিস্টেমের চাপ (বা ভলিউম) এত নাটকীয়ভাবে এবং তাত্ক্ষণিকভাবে পরিবর্তিত হয় যে ভলিউমের (বা চাপ) সাম্যাবস্থায় পৌঁছানোর সময় নেই। অপরিবর্তনীয়তার একটি সর্বোত্তম উদাহরণ হ'ল গ্যাসের একটি নির্দিষ্ট ভলিউমকে শূন্যে ছেড়ে দেওয়ার অনুমতি দিচ্ছে। কোনও নমুনার উপর চাপ ছেড়ে দিয়ে এবং এটিকে এটি একটি বৃহত স্থান দখল করার অনুমতি দিয়ে, প্রসারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন সিস্টেম এবং আশেপাশের ভারসাম্য সামঞ্জস্য হয় না এবং খুব কম কাজ করা হয়। যাইহোক, প্রক্রিয়াটি বিপরীতমুখী করার জন্য, পরিবেশে তাপ প্রবাহ হিসাবে একই পরিমাণে শক্তি বিলুপ্ত হওয়ার সাথে উল্লেখযোগ্য কাজ করা প্রয়োজন।
বিপরীতমুখী প্রক্রিয়ার বিকল্প সংজ্ঞা হ'ল এমন একটি প্রক্রিয়া যা এটি হওয়ার পরে, বিপরীত হতে পারে এবং যখন বিপরীত হয়, তখন সিস্টেম এবং তার চারপাশটিকে তাদের প্রাথমিক অবস্থায় ফিরিয়ে দেয়। থার্মোডাইনামিকের ভাষায়, একটি প্রক্রিয়া "সংঘটিত" বলতে তার এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে রূপান্তর বোঝায়।
থার্মোডায়নামিক্সে, একটি বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া এমন একটি প্রক্রিয়া যার প্রবণতাটি তার আশেপাশের মাধ্যমে সিস্টেমের কিছু সম্পত্তিতে অসীম পরিবর্তনগুলি প্ররোচিত করে তার মূল অবস্থানে ফিরে যেতে পারে। পুরো বিপরীত প্রক্রিয়া জুড়ে, সিস্টেমটি তার চারপাশের সাথে থার্মোডাইনামিক সাম্যাবস্থায় রয়েছে। বিপরীত হয়ে যাওয়ার পরে এটি সিস্টেম বা আশেপাশের অঞ্চলে কোনও পরিবর্তন ছাড়বে না। যেহেতু বিপরীতমুখী প্রক্রিয়াটি শেষ হতে অসীম পরিমাণ সময় লাগবে, তাই পুরোপুরি বিপরীত প্রক্রিয়াগুলি অসম্ভব। যাইহোক, যদি পরিবর্তনগুলির মধ্যবর্তী সিস্টেমটি প্রয়োগকৃত পরিবর্তনের তুলনায় খুব দ্রুত সাড়া দেয়, তবে বিপরীতমুখীতা থেকে বিচ্যুতি নগণ্য হতে পারে। একটি অর্ধচক্র অন্য অর্ধচক্র অনুসরণ করা হয় যদি একটি বিবর্তনযোগ্য চক্র, একটি চক্রীয় বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া, সিস্টেম এবং তার চারপাশে তাদের মূল রাজ্যে ফিরে আসবে।
থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া দুটি পদ্ধতির একটিতে বাহিত হতে পারে: বিপরীতভাবে বা অপরিবর্তনীয়ভাবে। রিভার্সিবিলিটি মানে প্রতিক্রিয়াটি নিরবচ্ছিন্নভাবে ক্রমাগত চালিত হয়। একটি আদর্শ থার্মোডিনামিক্যালি রিভারসিবল প্রসেসে, সিস্টেম দ্বারা বা তার দ্বারা সম্পাদিত কাজ থেকে শক্তি সর্বাধিক করা হবে এবং তাপ থেকে শূন্য হবে। তবে তাপ পুরোপুরি কাজে রূপান্তরিত হতে পারে না এবং সর্বদা কিছুটা ডিগ্রীতে হারিয়ে যাবে। সর্বাধিক কাজ এবং ন্যূনতম তাপের ঘটনাটি ভারসাম্য গ্রাফের নীচের ক্ষেত্রফল হিসাবে কাজটি উপস্থাপন করে একটি চাপ-ভলিউম গ্রাফে কল্পনা করা যেতে পারে। কাজকে সর্বাধিক করতে হলে অবশ্যই ভারসাম্য বক্ররেখাকে অবশ্যই অনুসরণ করতে হবে।
दूसरी ओर, अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं, वक्र से दूर भटकने का परिणाम हैं, इसलिए किए गए समग्र कार्य की मात्रा में कमी; एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया को एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो संतुलन से प्रस्थान करती है। अपरिवर्तनीयता को प्रतिवर्ती कार्य और एक प्रक्रिया के लिए वास्तविक कार्य के बीच अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है। जब दबाव और मात्रा के संदर्भ में वर्णित किया जाता है, तो यह तब होता है जब किसी प्रणाली का दबाव (या मात्रा) नाटकीय रूप से और तुरंत बदल जाता है कि मात्रा (या दबाव) को संतुलन तक पहुंचने का समय नहीं होता है। अपरिवर्तनीयता का एक उत्कृष्ट उदाहरण एक निश्चित मात्रा में गैस को वैक्यूम में छोड़ने की अनुमति देता है। एक नमूने पर दबाव जारी करके और इस तरह यह एक बड़ी जगह पर कब्जा करने की अनुमति देता है, सिस्टम और परिवेश विस्तार प्रक्रिया के दौरान संतुलन में नहीं होते हैं और बहुत कम काम होता है। हालांकि, इस प्रक्रिया को उलटने के लिए, पर्यावरण के लिए गर्मी के प्रवाह के रूप में ऊर्जा की एक समान मात्रा के साथ महत्वपूर्ण कार्य की आवश्यकता होगी।
प्रतिवर्ती प्रक्रिया की एक वैकल्पिक परिभाषा एक ऐसी प्रक्रिया है, जिसके होने के बाद, इसे उलटा किया जा सकता है और, जब उलट जाता है, तो सिस्टम और उसके परिवेश को उनके प्रारंभिक राज्यों में वापस कर देता है। थर्मोडायनामिक शब्दों में, एक प्रक्रिया "जगह ले रही है" जो एक राज्य से दूसरे राज्य में इसके संक्रमण को संदर्भित करेगी।
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অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়াগুলি, অন্যদিকে, বাঁক থেকে দূরে সরে যাওয়ার ফলস্বরূপ, সুতরাং সামগ্রিক কাজের পরিমাণ হ্রাস করে; অপরিবর্তনীয় প্রক্রিয়াটিকে থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে যা ভারসাম্য থেকে বিদায় নেয়। অপরিবর্তনযোগ্যতা বিপরীত কাজ এবং একটি প্রক্রিয়া জন্য প্রকৃত কাজের মধ্যে পার্থক্য হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। যখন চাপ এবং ভলিউমের শর্তে বর্ণিত হয়, তখন এটি ঘটে যখন কোনও সিস্টেমের চাপ (বা ভলিউম) এত নাটকীয়ভাবে এবং তাত্ক্ষণিকভাবে পরিবর্তিত হয় যে ভলিউমের (বা চাপ) সাম্যাবস্থায় পৌঁছানোর সময় নেই। অপরিবর্তনীয়তার একটি সর্বোত্তম উদাহরণ হ'ল গ্যাসের একটি নির্দিষ্ট ভলিউমকে শূন্যে ছেড়ে দেওয়ার অনুমতি দিচ্ছে। কোনও নমুনার উপর চাপ ছেড়ে দিয়ে এবং এটিকে এটি একটি বৃহত স্থান দখল করার অনুমতি দিয়ে, প্রসারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন সিস্টেম এবং আশেপাশের ভারসাম্য সামঞ্জস্য হয় না এবং খুব কম কাজ করা হয়। যাইহোক, প্রক্রিয়াটি বিপরীতমুখী করার জন্য, পরিবেশে তাপ প্রবাহ হিসাবে একই পরিমাণে শক্তি বিলুপ্ত হওয়ার সাথে উল্লেখযোগ্য কাজ করা প্রয়োজন।
বিপরীতমুখী প্রক্রিয়ার বিকল্প সংজ্ঞা হ'ল এমন একটি প্রক্রিয়া যা এটি হওয়ার পরে, বিপরীত হতে পারে এবং যখন বিপরীত হয়, তখন সিস্টেম এবং তার চারপাশটিকে তাদের প্রাথমিক অবস্থায় ফিরিয়ে দেয়। থার্মোডাইনামিকের ভাষায়, একটি প্রক্রিয়া "সংঘটিত" বলতে তার এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে রূপান্তর বোঝায়।
থার্মোডায়নামিক্সে, একটি বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া এমন একটি প্রক্রিয়া যার প্রবণতাটি তার আশেপাশের মাধ্যমে সিস্টেমের কিছু সম্পত্তিতে অসীম পরিবর্তনগুলি প্ররোচিত করে তার মূল অবস্থানে ফিরে যেতে পারে। পুরো বিপরীত প্রক্রিয়া জুড়ে, সিস্টেমটি তার চারপাশের সাথে থার্মোডাইনামিক সাম্যাবস্থায় রয়েছে। বিপরীত হয়ে যাওয়ার পরে এটি সিস্টেম বা আশেপাশের অঞ্চলে কোনও পরিবর্তন ছাড়বে না। যেহেতু বিপরীতমুখী প্রক্রিয়াটি শেষ হতে অসীম পরিমাণ সময় লাগবে, তাই পুরোপুরি বিপরীত প্রক্রিয়াগুলি অসম্ভব। যাইহোক, যদি পরিবর্তনগুলির মধ্যবর্তী সিস্টেমটি প্রয়োগকৃত পরিবর্তনের তুলনায় খুব দ্রুত সাড়া দেয়, তবে বিপরীতমুখীতা থেকে বিচ্যুতি নগণ্য হতে পারে। একটি অর্ধচক্র অন্য অর্ধচক্র অনুসরণ করা হয় যদি একটি বিবর্তনযোগ্য চক্র, একটি চক্রীয় বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া, সিস্টেম এবং তার চারপাশে তাদের মূল রাজ্যে ফিরে আসবে।
থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া দুটি পদ্ধতির একটিতে বাহিত হতে পারে: বিপরীতভাবে বা অপরিবর্তনীয়ভাবে। রিভার্সিবিলিটি মানে প্রতিক্রিয়াটি নিরবচ্ছিন্নভাবে ক্রমাগত চালিত হয়। একটি আদর্শ থার্মোডিনামিক্যালি রিভারসিবল প্রসেসে, সিস্টেম দ্বারা বা তার দ্বারা সম্পাদিত কাজ থেকে শক্তি সর্বাধিক করা হবে এবং তাপ থেকে শূন্য হবে। তবে তাপ পুরোপুরি কাজে রূপান্তরিত হতে পারে না এবং সর্বদা কিছুটা ডিগ্রীতে হারিয়ে যাবে। সর্বাধিক কাজ এবং ন্যূনতম তাপের ঘটনাটি ভারসাম্য গ্রাফের নীচের ক্ষেত্রফল হিসাবে কাজটি উপস্থাপন করে একটি চাপ-ভলিউম গ্রাফে কল্পনা করা যেতে পারে। কাজকে সর্বাধিক করতে হলে অবশ্যই ভারসাম্য বক্ররেখাকে অবশ্যই অনুসরণ করতে হবে।
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Monday, April 13, 2020
Thermodynamic Equilibrium | Engineering Thermodynamics |
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####### HINDI #######
थर्मोडायनामिक संतुलन थर्मोडायनामिक्स की एक स्वयंसिद्ध अवधारणा है। यह एक एकल थर्मोडायनामिक प्रणाली की एक आंतरिक स्थिति है, या अधिक या कम पारगम्य या अभेद्य दीवारों से जुड़े कई थर्मोडायनामिक प्रणालियों के बीच एक संबंध है। थर्मोडायनामिक संतुलन में, किसी प्रणाली के भीतर या प्रणालियों के बीच, पदार्थ या ऊर्जा के शुद्ध स्थूल प्रवाह नहीं होते हैं।
एक प्रणाली में जो आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की अपनी स्थिति में है, कोई स्थूल परिवर्तन नहीं होता है।
आपसी थर्मोडायनामिक संतुलन में सिस्टम एक साथ आपसी थर्मल, मैकेनिकल, केमिकल, और रेडियोधर्मी संतुलन में होते हैं। सिस्टम एक प्रकार के पारस्परिक संतुलन में हो सकते हैं, हालांकि दूसरों में नहीं। थर्मोडायनेमिक संतुलन में, सभी प्रकार के संतुलन एक बार और अनिश्चित काल तक पकड़ते हैं, जब तक कि एक थर्मोडायनामिक ऑपरेशन से परेशान न हों। एक स्थूल संतुलन में, पूरी तरह से या लगभग पूरी तरह से संतुलित सूक्ष्म आदान-प्रदान होता है; यह स्थूल संतुलन की धारणा की भौतिक व्याख्या है।
आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में एक थर्मोडायनामिक प्रणाली में एक स्थानिक रूप से समान तापमान होता है। इसके गहन गुण, तापमान के अलावा, इसके चारों ओर लगाए गए अपरिवर्तनीय लंबी दूरी के बल क्षेत्र द्वारा स्थानिक अयोग्यता के लिए प्रेरित किया जा सकता है।
ऐसी प्रणालियों में जो गैर-संतुलन की स्थिति में हैं, इसके विपरीत, पदार्थ या ऊर्जा के शुद्ध प्रवाह से होते हैं। यदि इस तरह के बदलावों को एक प्रणाली में होने के लिए ट्रिगर किया जा सकता है जिसमें वे पहले से ही नहीं हो रहे हैं, तो सिस्टम को मेटा-स्थिर संतुलन में कहा जाता है।
हालांकि व्यापक रूप से एक "कानून" का नाम नहीं दिया गया है, लेकिन यह ऊष्मप्रवैगिकी का एक स्वयंसिद्ध है कि थर्मोडायनामिक संतुलन के राज्य मौजूद हैं। ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि जब किसी पदार्थ का शरीर एक संतुलन अवस्था से शुरू होता है, जिसमें, इसके भागों को अलग-अलग राज्यों में अधिक या कम पारगम्य या अभेद्य विभाजन द्वारा आयोजित किया जाता है, और एक ऊष्मागतिक विभाजन को हटा देता है या विभाजन को अधिक पारगम्य बनाता है और यह अलग-थलग है, फिर यह अनायास अपने आप में, आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की नई स्थिति तक पहुंचता है, और यह अंशों के प्रवेश की राशि में वृद्धि के साथ है।
शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स गतिशील संतुलन के राज्यों से संबंधित है। थर्मोडायनामिक संतुलन में एक प्रणाली की स्थिति वह है जिसके लिए कुछ थर्मोडायनामिक क्षमता को कम से कम किया जाता है, या जिसके लिए निर्दिष्ट स्थितियों के लिए एन्ट्रापी (S) को अधिकतम किया जाता है। एक ऐसी क्षमता है हेल्महोल्ट्ज़ फ्री एनर्जी (A), जो नियंत्रित तापमान और आयतन के आसपास के सिस्टम के लिए है:
A = U - TS
एक अन्य क्षमता, गिब्स मुक्त ऊर्जा (G), एक प्रणाली में थर्मोडायनामिक संतुलन में नियंत्रित निरंतर तापमान और दबाव पर परिवेशी है:
G = U-TS + PV
जहां T निरपेक्ष थर्मोडायनामिक तापमान को दर्शाता है, P दबाव, S एन्ट्रॉपी, V वॉल्यूम, और U सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा।
थर्मोडायनामिक संतुलन एक अद्वितीय स्थिर स्थिर स्थिति है, जो लंबे समय से सिस्टम के अपने परिवेश के साथ संपर्क करने के रूप में संपर्क किया जाता है या अंततः पहुंच जाता है। उपर्युक्त क्षमताएँ गणितीय रूप से थर्मोडायनामिक मात्रा के रूप में निर्मित होती हैं जिन्हें निर्दिष्ट परिवेश में विशेष परिस्थितियों में कम से कम किया जाता है।
पदार्थ का संग्रह अपने परिवेश से पूरी तरह अलग हो सकता है। अगर इसे लंबे समय तक अनिश्चित काल के लिए छोड़ दिया गया है, तो शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी यह कहती है कि यह एक ऐसी स्थिति में है, जिसमें कोई परिवर्तन नहीं होता है और इसके भीतर कोई प्रवाह नहीं होता है। यह आंतरिक संतुलन की एक थर्मोडायनामिक स्थिति है।
ऐसे राज्यों में एक प्रमुख चिंता का विषय है जिसे शास्त्रीय या संतुलन थर्मोडायनामिक्स के रूप में जाना जाता है, क्योंकि वे प्रणाली के एकमात्र राज्य हैं जिन्हें उस विषय में परिभाषित किया गया है। एक अन्य प्रणाली के साथ संपर्क में एक प्रणाली एक थर्मोडायनामिक ऑपरेशन द्वारा अलग-थलग हो सकती है, और अलगाव की स्थिति में, इसमें कोई परिवर्तन नहीं होता है। किसी अन्य प्रणाली के संपर्क संतुलन के संबंध में एक प्रणाली इस प्रकार आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की अपनी स्थिति में होने के रूप में भी माना जा सकता है।
यह वैश्विक और स्थानीय थर्मोडायनामिक संतुलन के बीच अंतर करना उपयोगी है। ऊष्मप्रवैगिकी में, एक प्रणाली के भीतर और सिस्टम के बाहर और बाहर गहन मापदंडों द्वारा आदान-प्रदान किया जाता है। एक उदाहरण के रूप में, तापमान हीट एक्सचेंज को नियंत्रित करता है। ग्लोबल थर्मोडायनामिक संतुलन (GTE) का अर्थ है कि वे गहन पैरामीटर पूरे सिस्टम में सजातीय हैं, जबकि स्थानीय थर्मोडायनामिक संतुलन (LTE) का अर्थ है कि वे गहन पैरामीटर अंतरिक्ष और समय में भिन्न हो रहे हैं, लेकिन इतने धीरे-धीरे भिन्न हो रहे हैं कि, किसी भी बिंदु के लिए, कोई भी कर सकता है उस बिंदु के बारे में कुछ पड़ोस में थर्मोडायनामिक संतुलन मान लें।
यदि सिस्टम के विवरण में गहन मापदंडों में भिन्नता की आवश्यकता होती है, जो बहुत बड़ी हैं, तो बहुत अधिक धारणाएं, जिनके आधार पर इन गहन मापदंडों की परिभाषाएं टूट जाती हैं, और सिस्टम न तो वैश्विक और न ही स्थानीय संतुलन में होगा। उदाहरण के लिए, किसी कण को अपने परिवेश के लिए संतुलित करने के लिए कुछ निश्चित टकराव होते हैं। यदि इन टकरावों के दौरान चली गई औसत दूरी इसे उस पड़ोस से हटा देती है जो इसके बराबर है, तो यह कभी भी संतुलित नहीं होगा, और कोई LTE नहीं होगा। तापमान, परिभाषा के अनुसार, एक संतुलित पड़ोस की औसत आंतरिक ऊर्जा के आनुपातिक है। चूंकि कोई समतुल्य पड़ोस नहीं है, तापमान की अवधारणा धारण नहीं करती है, और तापमान अपरिभाषित हो जाता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह स्थानीय संतुलन सिस्टम में कणों के एक निश्चित सबसेट पर ही लागू हो सकता है। उदाहरण के लिए, LTE आमतौर पर केवल बड़े पैमाने पर कणों पर लागू होता है। एक विकिरण गैस में, गैस द्वारा उत्सर्जित और अवशोषित होने वाले फोटॉन को एक दूसरे के साथ या एलटीई के अस्तित्व के लिए गैस के बड़े कणों के साथ एक थर्मोडायनामिक संतुलन में होने की आवश्यकता नहीं है। कुछ मामलों में, मुक्त इलेक्ट्रॉनों के लिए आवश्यक नहीं माना जाता है कि वे एलटीई के अस्तित्व के लिए अधिक विशाल परमाणुओं या अणुओं के साथ संतुलन में हों।
एक उदाहरण के रूप में, एलटीई एक गिलास पानी में मौजूद होगा जिसमें एक पिघलने वाला बर्फ घन होता है। कांच के अंदर के तापमान को किसी भी बिंदु पर परिभाषित किया जा सकता है, लेकिन यह बर्फ के क्यूब के पास ठंडी है, इससे दूर है। यदि किसी दिए गए बिंदु के पास स्थित अणुओं की ऊर्जा देखी जाती है, तो उन्हें एक निश्चित तापमान के लिए मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण के अनुसार वितरित किया जाएगा। यदि किसी अन्य बिंदु के पास स्थित अणुओं की ऊर्जा का अवलोकन किया जाता है, तो उन्हें मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण के अनुसार दूसरे तापमान पर वितरित किया जाएगा।
स्थानीय थर्मोडायनामिक संतुलन को स्थानीय या वैश्विक स्थिरता की आवश्यकता नहीं होती है। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक छोटे इलाके को निरंतर तापमान की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, इसके लिए आवश्यक है कि प्रत्येक छोटा इलाका धीरे-धीरे बदलकर आणविक वेगों के अपने स्थानीय मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण को व्यावहारिक रूप से बनाए रखे। एक वैश्विक गैर-संतुलन राज्य केवल स्थिर रूप से स्थिर हो सकता है यदि यह प्रणाली और बाहर के बीच आदान-प्रदान द्वारा बनाए रखा जाता है। उदाहरण के लिए, पिघले हुए पानी की भरपाई के लिए विश्व स्तर पर स्थिर स्थिर स्थिति को लगातार बारीक पीसा हुआ बर्फ डालकर पानी के गिलास के अंदर बनाए रखा जा सकता है, और लगातार पिघलते हुए पानी को बहाया जा सकता है। प्राकृतिक परिवहन घटनाएं स्थानीय से वैश्विक थर्मोडायनामिक संतुलन के लिए एक प्रणाली का नेतृत्व कर सकती हैं। हमारे उदाहरण पर वापस जाएं, तो गर्मी का प्रसार हमारे ग्लास को वैश्विक थर्मोडायनामिक संतुलन की ओर ले जाएगा, एक राज्य जिसमें कांच का तापमान पूरी तरह से सजातीय है।
शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स गतिशील संतुलन के राज्यों से संबंधित है। थर्मोडायनामिक संतुलन में एक प्रणाली की स्थिति वह है जिसके लिए कुछ थर्मोडायनामिक क्षमता को कम से कम किया जाता है, या जिसके लिए निर्दिष्ट स्थितियों के लिए एन्ट्रापी (S) को अधिकतम किया जाता है। एक ऐसी क्षमता है हेल्महोल्ट्ज़ फ्री एनर्जी (A), जो नियंत्रित तापमान और आयतन के आसपास के सिस्टम के लिए है:
A = U - TS
एक अन्य क्षमता, गिब्स मुक्त ऊर्जा (G), एक प्रणाली में थर्मोडायनामिक संतुलन में नियंत्रित निरंतर तापमान और दबाव पर परिवेशी है:
G = U-TS + PV
जहां T निरपेक्ष थर्मोडायनामिक तापमान को दर्शाता है, P दबाव, S एन्ट्रॉपी, V वॉल्यूम, और U सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा।
थर्मोडायनामिक संतुलन एक अद्वितीय स्थिर स्थिर स्थिति है, जो लंबे समय से सिस्टम के अपने परिवेश के साथ संपर्क करने के रूप में संपर्क किया जाता है या अंततः पहुंच जाता है। उपर्युक्त क्षमताएँ गणितीय रूप से थर्मोडायनामिक मात्रा के रूप में निर्मित होती हैं जिन्हें निर्दिष्ट परिवेश में विशेष परिस्थितियों में कम से कम किया जाता है।
पदार्थ का संग्रह अपने परिवेश से पूरी तरह अलग हो सकता है। अगर इसे लंबे समय तक अनिश्चित काल के लिए छोड़ दिया गया है, तो शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी यह कहती है कि यह एक ऐसी स्थिति में है, जिसमें कोई परिवर्तन नहीं होता है और इसके भीतर कोई प्रवाह नहीं होता है। यह आंतरिक संतुलन की एक थर्मोडायनामिक स्थिति है।
ऐसे राज्यों में एक प्रमुख चिंता का विषय है जिसे शास्त्रीय या संतुलन थर्मोडायनामिक्स के रूप में जाना जाता है, क्योंकि वे प्रणाली के एकमात्र राज्य हैं जिन्हें उस विषय में परिभाषित किया गया है। एक अन्य प्रणाली के साथ संपर्क में एक प्रणाली एक थर्मोडायनामिक ऑपरेशन द्वारा अलग-थलग हो सकती है, और अलगाव की स्थिति में, इसमें कोई परिवर्तन नहीं होता है। किसी अन्य प्रणाली के संपर्क संतुलन के संबंध में एक प्रणाली इस प्रकार आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की अपनी स्थिति में होने के रूप में भी माना जा सकता है।
यह वैश्विक और स्थानीय थर्मोडायनामिक संतुलन के बीच अंतर करना उपयोगी है। ऊष्मप्रवैगिकी में, एक प्रणाली के भीतर और सिस्टम के बाहर और बाहर गहन मापदंडों द्वारा आदान-प्रदान किया जाता है। एक उदाहरण के रूप में, तापमान हीट एक्सचेंज को नियंत्रित करता है। ग्लोबल थर्मोडायनामिक संतुलन (GTE) का अर्थ है कि वे गहन पैरामीटर पूरे सिस्टम में सजातीय हैं, जबकि स्थानीय थर्मोडायनामिक संतुलन (LTE) का अर्थ है कि वे गहन पैरामीटर अंतरिक्ष और समय में भिन्न हो रहे हैं, लेकिन इतने धीरे-धीरे भिन्न हो रहे हैं कि, किसी भी बिंदु के लिए, कोई भी कर सकता है उस बिंदु के बारे में कुछ पड़ोस में थर्मोडायनामिक संतुलन मान लें।
यदि सिस्टम के विवरण में गहन मापदंडों में भिन्नता की आवश्यकता होती है, जो बहुत बड़ी हैं, तो बहुत अधिक धारणाएं, जिनके आधार पर इन गहन मापदंडों की परिभाषाएं टूट जाती हैं, और सिस्टम न तो वैश्विक और न ही स्थानीय संतुलन में होगा। उदाहरण के लिए, किसी कण को अपने परिवेश के लिए संतुलित करने के लिए कुछ निश्चित टकराव होते हैं। यदि इन टकरावों के दौरान चली गई औसत दूरी इसे उस पड़ोस से हटा देती है जो इसके बराबर है, तो यह कभी भी संतुलित नहीं होगा, और कोई LTE नहीं होगा। तापमान, परिभाषा के अनुसार, एक संतुलित पड़ोस की औसत आंतरिक ऊर्जा के आनुपातिक है। चूंकि कोई समतुल्य पड़ोस नहीं है, तापमान की अवधारणा धारण नहीं करती है, और तापमान अपरिभाषित हो जाता है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि यह स्थानीय संतुलन सिस्टम में कणों के एक निश्चित सबसेट पर ही लागू हो सकता है। उदाहरण के लिए, LTE आमतौर पर केवल बड़े पैमाने पर कणों पर लागू होता है। एक विकिरण गैस में, गैस द्वारा उत्सर्जित और अवशोषित होने वाले फोटॉन को एक दूसरे के साथ या एलटीई के अस्तित्व के लिए गैस के बड़े कणों के साथ एक थर्मोडायनामिक संतुलन में होने की आवश्यकता नहीं है। कुछ मामलों में, मुक्त इलेक्ट्रॉनों के लिए आवश्यक नहीं माना जाता है कि वे एलटीई के अस्तित्व के लिए अधिक विशाल परमाणुओं या अणुओं के साथ संतुलन में हों।
एक उदाहरण के रूप में, एलटीई एक गिलास पानी में मौजूद होगा जिसमें एक पिघलने वाला बर्फ घन होता है। कांच के अंदर के तापमान को किसी भी बिंदु पर परिभाषित किया जा सकता है, लेकिन यह बर्फ के क्यूब के पास ठंडी है, इससे दूर है। यदि किसी दिए गए बिंदु के पास स्थित अणुओं की ऊर्जा देखी जाती है, तो उन्हें एक निश्चित तापमान के लिए मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण के अनुसार वितरित किया जाएगा। यदि किसी अन्य बिंदु के पास स्थित अणुओं की ऊर्जा का अवलोकन किया जाता है, तो उन्हें मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण के अनुसार दूसरे तापमान पर वितरित किया जाएगा।
स्थानीय थर्मोडायनामिक संतुलन को स्थानीय या वैश्विक स्थिरता की आवश्यकता नहीं होती है। दूसरे शब्दों में, प्रत्येक छोटे इलाके को निरंतर तापमान की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, इसके लिए आवश्यक है कि प्रत्येक छोटा इलाका धीरे-धीरे बदलकर आणविक वेगों के अपने स्थानीय मैक्सवेल-बोल्ट्जमैन वितरण को व्यावहारिक रूप से बनाए रखे। एक वैश्विक गैर-संतुलन राज्य केवल स्थिर रूप से स्थिर हो सकता है यदि यह प्रणाली और बाहर के बीच आदान-प्रदान द्वारा बनाए रखा जाता है। उदाहरण के लिए, पिघले हुए पानी की भरपाई के लिए विश्व स्तर पर स्थिर स्थिर स्थिति को लगातार बारीक पीसा हुआ बर्फ डालकर पानी के गिलास के अंदर बनाए रखा जा सकता है, और लगातार पिघलते हुए पानी को बहाया जा सकता है। प्राकृतिक परिवहन घटनाएं स्थानीय से वैश्विक थर्मोडायनामिक संतुलन के लिए एक प्रणाली का नेतृत्व कर सकती हैं। हमारे उदाहरण पर वापस जाएं, तो गर्मी का प्रसार हमारे ग्लास को वैश्विक थर्मोडायनामिक संतुलन की ओर ले जाएगा, एक राज्य जिसमें कांच का तापमान पूरी तरह से सजातीय है।
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PdV Work | Engineering Thermodynamics |
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थर्मोडायनामिक्स में, एक सिस्टम द्वारा किया गया कार्य सिस्टम द्वारा उसके परिवेश में स्थानांतरित की गई ऊर्जा है, एक तंत्र द्वारा जिसके माध्यम से सिस्टम अनायास ही अपने आस-पास के स्थानों पर मैक्रोस्कोपिक बलों को बढ़ा सकता है, जहां उन बलों और उनके बाहरी प्रभावों को मापा जा सकता है। परिवेश में, उपयुक्त निष्क्रिय लिंकेज के माध्यम से, ऐसी ताकतों द्वारा किए गए कार्य का पूरा भार उठा सकते हैं। इसके अलावा, ऐसे तंत्र के माध्यम से, ऊर्जा परिवेश से सिस्टम में स्थानांतरित हो सकती है; भौतिकी में उपयोग किए जाने वाले एक हस्ताक्षर सम्मेलन में, इस तरह के ऊर्जा हस्तांतरण को सिस्टम द्वारा अपने परिवेश पर किए गए कार्य की एक नकारात्मक राशि के रूप में गिना जाता है।
बाहरी रूप से मापी गई शक्तियां और बाहरी प्रभाव विद्युत, गुरुत्वाकर्षण, या दबाव / मात्रा या अन्य स्थूल रूप से भिन्न भिन्न चर हो सकते हैं। थर्मोडायनामिक कार्य के लिए, बाहरी रूप से मापी गई इन राशियों को सिस्टम के मैक्रोस्कोपिक इंटरनल स्टेट वैरिएबल में परिवर्तन के लिए या योगदान के मूल्यों से पूरी तरह से मिलान किया जाता है, जो हमेशा संयुग्म युग्म में होते हैं, उदाहरण के लिए दबाव और मात्रा या चुंबकीय प्रवाह घनत्व और मैग्नेटाइजेशन।
बाहरी प्रणाली द्वारा, जो परिवेश में निहित है, जरूरी नहीं कि एक थर्मोडायनामिक प्रणाली के रूप में सामान्य थर्मोडायनामिक राज्य चर द्वारा सख्ती से परिभाषित किया जाए, अन्यथा मामले के हस्तांतरण से, काम को थर्मोडायनामिक प्रणाली पर किया जा सकता है। इस तरह के परिवेश-परिभाषित काम का एक हिस्सा सिस्टम द्वारा परिभाषित प्रणाली-आधारित थर्मोडायनामिक कार्य के लिए एक तंत्र हो सकता है, जबकि इस तरह के परिवेश-परिभाषित काम के बाकी हिस्सों को थर्मोडायनामिक प्रणाली के लिए प्रकट होता है, न कि थर्मोडायनामिक द्वारा की गई नकारात्मक मात्रा के रूप में। यह, लेकिन, बल्कि, जैसा कि गर्मी ने इसे स्थानांतरित कर दिया। जूल के चप्पू सरगर्मी प्रयोगों एक उदाहरण प्रदान करते हैं, इसोचोरिक यांत्रिक कार्य की अवधारणा को दर्शाते हैं, इस मामले में कभी-कभी शाफ्ट कार्य कहा जाता है। इस तरह का काम यहां परिभाषित थर्मोडायनामिक कार्य नहीं है, क्योंकि यह घर्षण, थर्मोडायनामिक प्रणाली के भीतर, और सतह पर काम करता है, और मैक्रोस्कोपिक बलों के माध्यम से कार्य नहीं करता है कि यह प्रणाली अपने राज्य चर द्वारा आसानी से अपने परिवेश में फैल सकती है। । आसपास के परिभाषित कार्य गैर-यांत्रिक भी हो सकते हैं। एक उदाहरण जूल हीटिंग है, क्योंकि यह घर्षण के माध्यम से होता है क्योंकि विद्युत प्रवाह थर्मोडायनामिक प्रणाली से गुजरता है। जब यह isochorically ( Isochoric Process = Constant Volume Process) किया जाता है, और कोई भी मामला स्थानांतरित नहीं किया जाता है, तो इस तरह के ऊर्जा हस्तांतरण को ब्याज प्रणाली में गर्मी हस्तांतरण माना जाता है।
थर्मोडायनामिक कार्य भौतिकी में काम की अवधारणा का एक विशेष संस्करण है। माप की एसआई प्रणाली में, काम जूल में मापा जाता है। जिस दर पर कार्य किया जाता है वह शक्ति है।
ऊष्मप्रवैगिकी में, अपने परिवेश पर एक बंद प्रणाली द्वारा किए गए काम की मात्रा को कारकों के साथ परिभाषित किया जाता है जो सिस्टम के साथ और सिस्टम के परिवेश के आसपास के इंटरफेस तक सीमित हैं, उदाहरण के लिए, एक विस्तारित गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र जिसमें सिस्टम बैठता है , यह कहना है, सिस्टम के लिए बाहरी चीजों के लिए।
थर्मोडायनामिक्स की एक मुख्य चिंता सामग्री के गुण हैं। थर्मोडायनामिक कार्य को सामग्री के निकायों के बारे में थर्मोडायनामिक गणना के प्रयोजनों के लिए परिभाषित किया जाता है, जिसे थर्मोडायनामिक प्रणालियों के रूप में जाना जाता है। नतीजतन, थर्मोडायनामिक कार्य को मात्राओं के संदर्भ में परिभाषित किया जाता है जो सामग्रियों की स्थिति का वर्णन करते हैं, जो सामान्य थर्मोडायनामिक राज्य चर के रूप में प्रकट होते हैं, जैसे कि मात्रा, दबाव, तापमान, रासायनिक संरचना और विद्युत ध्रुवीकरण। उदाहरण के लिए, इसके बाहर से एक सिस्टम के अंदर दबाव को मापने के लिए, पर्यवेक्षक को सिस्टम की एक दीवार की आवश्यकता होती है जो सिस्टम के आंतरिक और परिवेश के बीच दबाव अंतर के जवाब में औसत दर्जे की राशि से आगे बढ़ सकती है। इस अर्थ में, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की परिभाषा का हिस्सा दीवारों की प्रकृति है जो इसे सीमित करती है।
कई प्रकार के थर्मोडायनामिक कार्य विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। एक सरल उदाहरण दबाव-मात्रा काम है। चिंता का दबाव यह है कि सिस्टम की सतह पर परिवेश द्वारा फैलाया गया है, और ब्याज की मात्रा परिवेश से सिस्टम द्वारा प्राप्त मात्रा के वेतन वृद्धि का नकारात्मक है। आमतौर पर यह व्यवस्था की जाती है कि सिस्टम की सतह पर परिवेश द्वारा लगाए गए दबाव को अच्छी तरह से परिभाषित किया जाता है और सिस्टम द्वारा परिवेश पर डाले गए दबाव के बराबर होता है। काम के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण की यह व्यवस्था एक विशेष तरीके से भिन्न हो सकती है जो दबाव-मात्रा के काम की कड़ाई से यांत्रिक प्रकृति पर निर्भर करती है। प्रणाली और परिवेश के बीच युग्मन को एक कठोर रॉड के माध्यम से होने देने में भिन्नता होती है जो सिस्टम और परिवेश के लिए विभिन्न क्षेत्रों के पिस्टन को जोड़ती है। तब हस्तांतरित कार्य की दी गई राशि के लिए, संस्करणों के आदान-प्रदान में यांत्रिक दबाव के लिए, पिस्टन क्षेत्रों के साथ अलग-अलग दबाव शामिल होते हैं। यह अपनी गैर-यांत्रिक प्रकृति के कारण ऊष्मा के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण के लिए नहीं किया जा सकता है।
एक और महत्वपूर्ण प्रकार का काम है इस्कोरिक वर्क, यानी, ऐसा काम जिसमें प्रक्रिया के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों के बीच प्रणाली की मात्रा का कोई समग्र समग्र परिवर्तन शामिल नहीं है। उदाहरणों में सिस्टम की सतह पर घर्षण है जैसा कि रुमफोर्ड के प्रयोग में है; शाऊल का काम जैसे जूल के प्रयोगों में; इसके अंदर एक चुंबकीय पैडल द्वारा सिस्टम की हलचल, आसपास से एक गतिशील चुंबकीय क्षेत्र द्वारा संचालित; और उस प्रणाली पर कंपन की क्रिया जो उसके अंतिम आयतन को अपरिवर्तित छोड़ देती है, लेकिन सिस्टम के भीतर घर्षण को शामिल करती है। आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की अपनी स्थिति में एक शरीर के लिए इयोस्कोरिक यांत्रिक कार्य केवल शरीर पर परिवेश द्वारा किया जाता है, शरीर पर परिवेश द्वारा नहीं किया जाता है, ताकि भौतिकी संकेत सम्मेलन के साथ आइसोकोरिक यांत्रिक कार्य का संकेत हमेशा नकारात्मक हो।
जब काम, उदाहरण के लिए दबाव-आयतन का काम, उसके आस-पास एक बंद प्रणाली द्वारा किया जाता है जो गर्मी को अंदर या बाहर पारित नहीं कर सकता है क्योंकि यह एक एडियाबेटिक दीवार द्वारा सीमित है, तो काम को सिस्टम के लिए एडियाबेटिक भी कहा जाता है परिवेश। जब आस-पास के वातावरण में ऐसी क्रियात्मक रूप से संलग्न प्रणाली पर यांत्रिक कार्य किया जाता है, तो ऐसा हो सकता है कि परिवेश में घर्षण नगण्य है, उदाहरण के लिए जूल प्रयोग में गिरने वाले भार ड्राइविंग पैडल के साथ जो तंत्र को हिलाते हैं। इस तरह के काम परिवेश के लिए अनुकूल है, भले ही यह सिस्टम के भीतर घर्षण से जुड़ा हो। इस तरह के काम प्रणाली के लिए प्रणाली और इसकी दीवारों पर निर्भर करते हुए, इसोचोरिक हो सकते हैं या नहीं हो सकते हैं। यदि यह सिस्टम के लिए इसोकोरिक होने के लिए होता है, तो यह सिस्टम में गर्मी हस्तांतरण के रूप में प्रकट होता है, और सिस्टम के लिए एडियाबेटिक प्रतीत नहीं होता है।
ऊष्मप्रवैगिकी में, अपने परिवेश पर एक बंद प्रणाली द्वारा किए गए काम की मात्रा को कारकों के साथ परिभाषित किया जाता है जो सिस्टम के साथ और सिस्टम के परिवेश के आसपास के इंटरफेस तक सीमित हैं, उदाहरण के लिए, एक विस्तारित गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र जिसमें सिस्टम बैठता है , यह कहना है, सिस्टम के लिए बाहरी चीजों के लिए।
थर्मोडायनामिक्स की एक मुख्य चिंता सामग्री के गुण हैं। थर्मोडायनामिक कार्य को सामग्री के निकायों के बारे में थर्मोडायनामिक गणना के प्रयोजनों के लिए परिभाषित किया जाता है, जिसे थर्मोडायनामिक प्रणालियों के रूप में जाना जाता है। नतीजतन, थर्मोडायनामिक कार्य को मात्राओं के संदर्भ में परिभाषित किया जाता है जो सामग्रियों की स्थिति का वर्णन करते हैं, जो सामान्य थर्मोडायनामिक राज्य चर के रूप में प्रकट होते हैं, जैसे कि मात्रा, दबाव, तापमान, रासायनिक संरचना और विद्युत ध्रुवीकरण। उदाहरण के लिए, इसके बाहर से एक सिस्टम के अंदर दबाव को मापने के लिए, पर्यवेक्षक को सिस्टम की एक दीवार की आवश्यकता होती है जो सिस्टम के आंतरिक और परिवेश के बीच दबाव अंतर के जवाब में औसत दर्जे की राशि से आगे बढ़ सकती है। इस अर्थ में, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की परिभाषा का हिस्सा दीवारों की प्रकृति है जो इसे सीमित करती है।
कई प्रकार के थर्मोडायनामिक कार्य विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। एक सरल उदाहरण दबाव-मात्रा काम है। चिंता का दबाव यह है कि सिस्टम की सतह पर परिवेश द्वारा फैलाया गया है, और ब्याज की मात्रा परिवेश से सिस्टम द्वारा प्राप्त मात्रा के वेतन वृद्धि का नकारात्मक है। आमतौर पर यह व्यवस्था की जाती है कि सिस्टम की सतह पर परिवेश द्वारा लगाए गए दबाव को अच्छी तरह से परिभाषित किया जाता है और सिस्टम द्वारा परिवेश पर डाले गए दबाव के बराबर होता है। काम के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण की यह व्यवस्था एक विशेष तरीके से भिन्न हो सकती है जो दबाव-मात्रा के काम की कड़ाई से यांत्रिक प्रकृति पर निर्भर करती है। प्रणाली और परिवेश के बीच युग्मन को एक कठोर रॉड के माध्यम से होने देने में भिन्नता होती है जो सिस्टम और परिवेश के लिए विभिन्न क्षेत्रों के पिस्टन को जोड़ती है। तब हस्तांतरित कार्य की दी गई राशि के लिए, संस्करणों के आदान-प्रदान में यांत्रिक दबाव के लिए, पिस्टन क्षेत्रों के साथ अलग-अलग दबाव शामिल होते हैं। यह अपनी गैर-यांत्रिक प्रकृति के कारण ऊष्मा के रूप में ऊर्जा के हस्तांतरण के लिए नहीं किया जा सकता है।
एक और महत्वपूर्ण प्रकार का काम है इस्कोरिक वर्क, यानी, ऐसा काम जिसमें प्रक्रिया के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों के बीच प्रणाली की मात्रा का कोई समग्र समग्र परिवर्तन शामिल नहीं है। उदाहरणों में सिस्टम की सतह पर घर्षण है जैसा कि रुमफोर्ड के प्रयोग में है; शाऊल का काम जैसे जूल के प्रयोगों में; इसके अंदर एक चुंबकीय पैडल द्वारा सिस्टम की हलचल, आसपास से एक गतिशील चुंबकीय क्षेत्र द्वारा संचालित; और उस प्रणाली पर कंपन की क्रिया जो उसके अंतिम आयतन को अपरिवर्तित छोड़ देती है, लेकिन सिस्टम के भीतर घर्षण को शामिल करती है। आंतरिक थर्मोडायनामिक संतुलन की अपनी स्थिति में एक शरीर के लिए इयोस्कोरिक यांत्रिक कार्य केवल शरीर पर परिवेश द्वारा किया जाता है, शरीर पर परिवेश द्वारा नहीं किया जाता है, ताकि भौतिकी संकेत सम्मेलन के साथ आइसोकोरिक यांत्रिक कार्य का संकेत हमेशा नकारात्मक हो।
जब काम, उदाहरण के लिए दबाव-आयतन का काम, उसके आस-पास एक बंद प्रणाली द्वारा किया जाता है जो गर्मी को अंदर या बाहर पारित नहीं कर सकता है क्योंकि यह एक एडियाबेटिक दीवार द्वारा सीमित है, तो काम को सिस्टम के लिए एडियाबेटिक भी कहा जाता है परिवेश। जब आस-पास के वातावरण में ऐसी क्रियात्मक रूप से संलग्न प्रणाली पर यांत्रिक कार्य किया जाता है, तो ऐसा हो सकता है कि परिवेश में घर्षण नगण्य है, उदाहरण के लिए जूल प्रयोग में गिरने वाले भार ड्राइविंग पैडल के साथ जो तंत्र को हिलाते हैं। इस तरह के काम परिवेश के लिए अनुकूल है, भले ही यह सिस्टम के भीतर घर्षण से जुड़ा हो। इस तरह के काम प्रणाली के लिए प्रणाली और इसकी दीवारों पर निर्भर करते हुए, इसोचोरिक हो सकते हैं या नहीं हो सकते हैं। यदि यह सिस्टम के लिए इसोकोरिक होने के लिए होता है, तो यह सिस्टम में गर्मी हस्तांतरण के रूप में प्रकट होता है, और सिस्टम के लिए एडियाबेटिक प्रतीत नहीं होता है।
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A Problem on Piezometer Tube
A Problem on Piezometer Tube
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एक पीज़ोमीटर या तो एक उपकरण है जिसका उपयोग किसी प्रणाली में तरल दबाव को मापने के लिए किया जाता है जिससे ऊँचाई को मापने के लिए तरल का एक स्तंभ गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध उठता है, या एक उपकरण जो एक विशिष्ट बिंदु पर भूजल के दबाव को मापता है। एक पीजोमीटर को स्थैतिक दबाव को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और इस प्रकार द्रव प्रवाह में इंगित नहीं होने से एक पिटोट ट्यूब से भिन्न होता है।
अवलोकन कुओं एक गठन में जल स्तर पर कुछ जानकारी देते हैं, लेकिन मैन्युअल रूप से पढ़ा जाना चाहिए। कई प्रकार के विद्युत दबाव ट्रांसड्यूसर स्वचालित रूप से पढ़े जा सकते हैं, जिससे डेटा अधिग्रहण अधिक सुविधाजनक हो जाता है।
जियोटेक्निकल इंजीनियरिंग में पहले पीजोमीटर एक कुंड में स्थापित खुले कुएं या स्टैंडपाइप थे। एक कैसाग्रेन्डे पाईज़ोमीटर में आमतौर पर ब्याज की गहराई तक एक ठोस आवरण होता है, और ज़ोन के भीतर एक स्लेटेड या स्क्रीनिंग आवरण जहां पानी के दबाव को मापा जा रहा है। सतह के पानी को दूषित होने से बचाने के लिए आवरण को मिट्टी, बेंटोनाइट या कंक्रीट के साथ ड्रिलहोल में सील कर दिया जाता है। एक अप्रभावित जलभृत में, पीजोमीटर में जल स्तर जल तालिका के साथ बिल्कुल संयोग नहीं होगा, खासकर जब प्रवाह वेग का ऊर्ध्वाधर घटक महत्वपूर्ण होता है। आर्टेशियन परिस्थितियों में एक सीमित एक्विफर में, पीजोमीटर में जल स्तर एक्वीफर में दबाव को इंगित करता है, लेकिन जरूरी नहीं कि पानी की मेज। पीजोमीटर कुएं उत्पादन कुओं की तुलना में व्यास में बहुत छोटे हो सकते हैं, और 5 सेमी व्यास का स्टैंडपाइप आम है।
स्थापना के बिंदु पर भूजल दबाव को मापने के लिए टिकाऊ आवरण में पाईज़ोमीटर को दफन किया जा सकता है या जमीन में धकेल दिया जा सकता है। प्रेशर गेज को वाइब्रेटिंग-वायर, न्यूमेटिक या स्ट्रेन-गेज ऑपरेशन में किया जा सकता है, जिससे प्रेशर को इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तित किया जा सकता है। ये पाईज़ोमीटर सतह से जुड़े होते हैं, जहाँ उन्हें डेटा लॉगर या पोर्टेबल रीडआउट यूनिट द्वारा पढ़ा जा सकता है, जिससे ओपन स्टैंडपाइप पीज़ोमीटर की तुलना में तेज़ या अधिक बार पढ़ने की अनुमति मिलती है।
####### BENGALI #######
পাইজোমিটার হয় এমন একটি ডিভাইস যা কোনও সিস্টেমে তরল চাপ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয় যার উচ্চতা পরিমাপ করে তরলের একটি কলাম মহাকর্ষের বিপরীতে উঠে আসে বা একটি ডিভাইস যা নির্দিষ্ট স্থানে ভূগর্ভস্থ জলের চাপ পরিমাপ করে। পাইজোমিটারটি স্ট্যাটিক চাপগুলি পরিমাপ করার জন্য ডিজাইন করা হয় এবং তরল প্রবাহের দিকে নির্দেশ না করে একটি পিটোটব থেকে পৃথক হয়।
পর্যবেক্ষণ কূপগুলি একটি গঠনে পানির স্তর সম্পর্কে কিছু তথ্য দেয় তবে ম্যানুয়ালি পড়তে হবে। বিভিন্ন ধরণের বৈদ্যুতিক চাপ ট্রান্সডুসারগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে পড়া যায়, যা ডেটা অধিগ্রহণকে আরও সুবিধাজনক করে তোলে।
জিও টেকনিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের প্রথম পাইজোমিটারগুলি ছিল জল জলের মধ্যে খোলা কূপ বা স্ট্যান্ডপাইপগুলি। একটি ক্যাসাগ্রান্ডে পাইজোমিটার সাধারণত আগ্রহের গভীরতা পর্যন্ত একটি শক্ত আবরণ এবং জলের যেখানে জলচাপ পরিমাপ করা হচ্ছে তার মধ্যে একটি স্লটেড বা স্ক্রিনযুক্ত কেসিং থাকবে। ভূগর্ভস্থ জলের সরবরাহকে দূষিত করতে পৃষ্ঠের জলকে রোধ করতে কাসিং, বেন্টোনাইট বা কংক্রিটের সাহায্যে ড্রিলহোলে আবরণটি সিল করা হয়। একটি অপ্রকাশিত জলজলে পাইজোমিটারের পানির স্তরটি জল টেবিলের সাথে হুবহু মিলবে না, বিশেষত যখন প্রবাহের বেগের উল্লম্ব উপাদানটি গুরুত্বপূর্ণ is আর্টেসিয়ান পরিস্থিতিতে একটি সীমাবদ্ধ জলজটিতে পাইজোমিটারের পানির স্তর জলচঞ্চলের চাপ নির্দেশ করে, তবে জলের টেবিলের অগত্যা নয়। পাইজোমিটার কূপগুলি উত্পাদন কূপের তুলনায় ব্যাসের চেয়ে অনেক ছোট হতে পারে এবং 5 সেন্টিমিটার ব্যাসের স্ট্যান্ডপাইপটি সাধারণ।
টেকসই ক্যাসিংগুলিতে পাইজোমিটারগুলি স্থাপনের স্থলে ভূগর্ভস্থ জলের চাপ পরিমাপের জন্য মাটিতে পুঁতে দেওয়া বা ঠেলা যায়। চাপ गेজগুলি কম্পনের তারের, বায়ুসংক্রান্ত বা অপারেশন স্ট্রেন-গেজ হতে পারে, চাপকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে। এই পাইজোমিটারগুলি এমন পৃষ্ঠে সজ্জিত করা হয় যেখানে সেগুলি ডেটা লগার বা পোর্টেবল রিডআউট ইউনিটগুলি দ্বারা পড়া যায়, ওপেন স্ট্যান্ডপাইপ পাইজোমিটারগুলির দ্বারা সম্ভব থেকে দ্রুত বা আরও ঘন ঘন পড়ার অনুমতি দেয়।
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Sunday, April 12, 2020
Definition of System (Revised)
Definition of System (Revised)
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एक थर्मोडायनामिक प्रणाली पदार्थ और / या विकिरण का एक निकाय है, जो परिभाषित पारगम्यता के साथ, दीवारों द्वारा अंतरिक्ष में सीमित है, जो इसे अपने परिवेश से अलग करता है। परिवेश में अन्य थर्मोडायनामिक सिस्टम या भौतिक प्रणालियाँ शामिल हो सकती हैं जो थर्मोडायनामिक सिस्टम नहीं हैं। दो थर्मोडायनामिक प्रणालियां सन्निहित हो सकती हैं, या तुरंत एक दूसरे से सटे हो सकती हैं, उनके बीच की दीवार विशुद्ध रूप से उल्लेखनीय है, जब इसे सभी पदार्थों, सभी विकिरण और सभी बलों के लिए 'पारगम्य' के रूप में वर्णित किया जाता है।
एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला भेद पृथक, बंद और खुले थर्मोडायनामिक प्रणालियों के बीच है। एक पृथक थर्मोडायनामिक प्रणाली में दीवारें होती हैं जो गर्मी के गैर-प्रवाहकीय होती हैं और सभी विकिरणों की पूरी तरह से परावर्तित होती हैं, जो कठोर और अचल होती हैं, और जो सभी प्रकार के द्रव्य और सभी बलों के लिए अभेद्य होती हैं। एक बंद थर्मोडायनामिक प्रणाली दीवारों से सीमित होती है जो पदार्थ के लिए अभेद्य होती है, लेकिन थर्मोडायनामिक संचालन द्वारा, वैकल्पिक रूप से पारगम्य और विकिरण और गर्मी के प्रवाह के लिए अभेद्य बनाया जा सकता है, और यह कि, क्षणिक थर्मोडायनेमिक प्रक्रियाओं के दौरान, स्थानांतरित होने की अनुमति नहीं है या नहीं दी जा सकती है। सिस्टम की मात्रा में परिवर्तन और सिस्टम सामग्री के क्षणिक आंदोलन के साथ, और किसी न किसी तरह हो सकता है, ताकि घर्षण के द्वारा सिस्टम को गर्म करने की अनुमति दी जा सके, या इसकी सतह पर, जैसा कि जूल के गर्मी के यांत्रिक समकक्ष के मूल प्रदर्शन में है। एक खुली थर्मोडायनामिक प्रणाली में कम से कम एक दीवार होती है जो इसे एक अन्य थर्मोडायनामिक प्रणाली से अलग करती है, जिसे इस उद्देश्य के लिए सूचकांक प्रणाली के परिवेश के हिस्से के रूप में गिना जाता है, कम से कम एक रासायनिक पदार्थ, साथ ही विकिरण के लिए पारगम्य होने वाली दीवार; इस तरह की दीवार, जब सूचकांक प्रणाली थर्मोडायनामिक संतुलन में होती है, अपने आप में एक तापमान अंतर नहीं रखती है।
इसके अलावा, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति को थर्मोडायनामिक राज्य चर द्वारा वर्णित किया जाता है, जो गहन हो सकता है, जैसे कि तापमान, या दबाव, या व्यापक, जैसे एन्ट्रापी, या आंतरिक ऊर्जा।
एक थर्मोडायनामिक प्रणाली बाहरी हस्तक्षेप के अधीन है जिसे थर्मोडायनामिक संचालन कहा जाता है; ये सिस्टम की दीवारों या उसके परिवेश को बदल देते हैं; नतीजतन, सिस्टम थर्मोडायनामिक्स के सिद्धांतों के अनुसार क्षणिक थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं से गुजरता है। इस तरह के संचालन और प्रक्रियाएं सिस्टम के थर्मोडायनामिक स्थिति में परिवर्तन को प्रभावित करती हैं।
जब इसकी सामग्री के गहन राज्य चर अंतरिक्ष में भिन्न होते हैं, तो एक थर्मोडायनामिक प्रणाली को एक दूसरे के साथ कई प्रणालियों के रूप में माना जा सकता है, प्रत्येक एक अलग थर्मोडायनामिकल प्रणाली होती है।
एक थर्मोडायनामिक प्रणाली में कई चरण शामिल हो सकते हैं, जैसे कि बर्फ, तरल पानी और जल वाष्प, पारस्परिक थर्मोडायनामिक संतुलन में, किसी भी दीवार द्वारा पारस्परिक रूप से अविभाजित। या यह सजातीय हो सकता है। ऐसी प्रणालियों को 'सरल' माना जा सकता है।
एक 'मिश्रित' थर्मोडायनामिक प्रणाली में कई सरल थर्मोडायनामिक उप-प्रणालियां शामिल हो सकती हैं, जो निश्चित रूप से संबंधित पारगम्यता की एक या कई दीवारों से अलग हो जाती हैं। यह एक ऐसी यौगिक प्रणाली पर विचार करने के लिए अक्सर सुविधाजनक होता है जो पहले थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में अलग-थलग होती है, फिर कुछ अंतर-उप-प्रणाली की दीवार पारगम्यता की वृद्धि के एक थर्मोडायनामिक संचालन से प्रभावित होती है, ताकि एक क्षणिक थर्मामीटरिक प्रक्रिया शुरू की जा सके, ताकि एक अंतिम उत्पन्न हो सके। थर्मोडायनामिक संतुलन की नई अवस्था। इस विचार का उपयोग किया गया था, और शायद काराथोडोरी द्वारा पेश किया गया था। एक यौगिक प्रणाली में, शुरू में थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में अलग-थलग, एक दीवार पारगम्यता की कमी एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करती है, न ही थर्मोडायनामिक स्थिति का एक परिवर्तन। यह अंतर उष्मागतिकी के दूसरे नियम को व्यक्त करता है। यह दर्शाता है कि एन्ट्रापी उपायों में वृद्धि ऊर्जा के फैलाव में वृद्धि होती है, माइक्रोस्टेट की पहुँच में वृद्धि के कारण।
संतुलन थर्मोडायनामिक्स में, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति थर्मोडायनामिक संतुलन की एक स्थिति है, एक गैर-संतुलन राज्य के विपरीत।
एक प्रणाली की दीवारों की पारगम्यता के अनुसार, ऊर्जा और पदार्थ के हस्तांतरण इसके और इसके आस-पास के बीच होते हैं, जो समय के साथ अपरिवर्तित माने जाते हैं, जब तक कि थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति प्राप्त नहीं होती है। संतुलन ऊष्मप्रवैगिकी में माना जाने वाला एकमात्र राज्य संतुलन राज्य हैं। शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स में संतुलन थर्मोडायनामिक्स और सिस्टम के राज्यों के बजाय प्रक्रियाओं के चक्रीय अनुक्रमों के संदर्भ में विचार किए जाने वाले सिस्टम शामिल हैं; इस तरह के विषय के वैचारिक विकास में ऐतिहासिक रूप से महत्वपूर्ण थे। स्थिर प्रवाह द्वारा वर्णित निरंतर निरंतर प्रक्रियाओं के संदर्भ में विचार किए जाने वाले सिस्टम इंजीनियरिंग में महत्वपूर्ण हैं।
थर्मोडायनामिक प्रणालियों के परिभाषित करने वाले थर्मोडायनामिक संतुलन का बहुत ही अस्तित्व, ऊष्मागतिकी का आवश्यक, चारित्रिक और सबसे मौलिक आसन है, हालांकि इसे केवल गिने-चुने कानून के रूप में उद्धृत किया जाता है। बेलीन के अनुसार, ऊष्मागतिकी के शून्य कानून का सामान्य रूप से पूर्वाभासपूर्ण कथन इस मूलभूत अनुकरण का परिणाम है। वास्तव में, व्यावहारिक रूप से प्रकृति में कुछ भी सख्त थर्मोडायनामिक संतुलन में नहीं है, लेकिन थर्मोडायनामिक संतुलन का सिद्धांत अक्सर बहुत उपयोगी आदर्शों या अनुमानों को प्रदान करता है, दोनों सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक रूप से; प्रयोग व्यावहारिक थर्मोडायनामिक संतुलन के परिदृश्य प्रदान कर सकते हैं।
संतुलन थर्मोडायनामिक्स में राज्य चर में फ्लक्स शामिल नहीं होते हैं क्योंकि थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में सभी फ़्लक्स में परिभाषा के अनुसार शून्य मान होते हैं। संतुलन थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं में फ्लक्स शामिल हो सकते हैं, लेकिन जब तक एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया या ऑपरेशन पूरा नहीं हो जाता है, तब तक यह प्रणाली अपने अंतिम थर्मोडायनामिक अवस्था में आ जाती है। गैर-संतुलन थर्मोडायनामिक्स अपने राज्य चर को गैर-शून्य फ्लक्स में शामिल करने की अनुमति देता है, जो किसी प्रणाली और उसके आसपास के द्रव्यमान या ऊर्जा के अंतरण या एन्ट्रापी का वर्णन करता है।
1824 में साडी कार्नोट ने अध्ययन के तहत किसी ऊष्मा इंजन के काम करने वाले पदार्थ के रूप में एक थर्मोडायनामिक प्रणाली का वर्णन किया।
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Dependence of Viscosity on Temperature
Dependence of Viscosity on Temperature
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(Viscosity = श्यानता = चिपचिपापन = चिपचिपाहट)
चिपचिपापन तापमान पर दृढ़ता से निर्भर करता है। तरल पदार्थों में यह आमतौर पर बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाता है, जबकि गैसों में बढ़ते तापमान के साथ चिपचिपाहट बढ़ जाती है।
चिपचिपाहट के तापमान पर निर्भरता को समझना कई अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए इंजीनियरिंग स्नेहक जो अलग-अलग तापमान स्थितियों के तहत अच्छा प्रदर्शन करते हैं, क्योंकि एक स्नेहक का प्रदर्शन इसकी चिपचिपाहट पर निर्भर करता है। इस प्रकार की इंजीनियरिंग की समस्याएं ट्राइबोलॉजी के दायरे में आती हैं।
गैसों में चिपचिपाहट प्रवाह की परतों के अणुओं और परतों के बीच गति को स्थानांतरित करने से उत्पन्न होती है। गति के इस हस्तांतरण को प्रवाह की परतों के बीच एक घर्षण बल के रूप में माना जा सकता है। चूंकि संवेगों के बीच गतिमान गैस अणुओं की मुक्त गति के कारण होता है, अणुओं के थर्मल आंदोलन में वृद्धि से एक बड़ी चिपचिपाहट होती है। इसलिए, तापमान के साथ गैसीय चिपचिपाहट बढ़ जाती है।
तरल पदार्थ में, चिपचिपाहट बल अणुओं के कारण होते हैं जो प्रवाह की परतों के पार एक दूसरे पर आकर्षक बलों को बढ़ाते हैं। तापमान में वृद्धि से चिपचिपाहट में कमी आती है क्योंकि एक बड़े तापमान का मतलब है कि कणों में अधिक तापीय ऊर्जा होती है और उन्हें आसानी से बांधने वाली आकर्षक ताकतों को दूर करने में सक्षम होते हैं। इस चिपचिपाहट में कमी का एक दैनिक उदाहरण खाना पकाने वाला तेल है, जो एक ठंडे फ्राइंग पैन में अधिक तरल रूप से ठंडा होता है।
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Friday, April 10, 2020
Newton's Law of Viscosity (Revised)
Newton's Law of Viscosity (Revised)
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एक तरल पदार्थ की चिपचिपाहट किसी दिए गए दर पर विरूपण के प्रतिरोध का एक उपाय है। तरल पदार्थों के लिए, यह "मोटाई" की अनौपचारिक अवधारणा से मेल खाती है: उदाहरण के लिए, सिरप में पानी की तुलना में अधिक चिपचिपापन होता है।
चिपचिपाहट को आंतरिक घर्षण बल को परिमाणित करने के रूप में माना जा सकता है जो तरल पदार्थ के आसन्न परतों के बीच उत्पन्न होता है जो सापेक्ष गति में होते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक ट्यूब के माध्यम से एक तरल पदार्थ को मजबूर किया जाता है, तो यह अपनी दीवारों की तुलना में ट्यूब के अक्ष के पास अधिक तेज़ी से बहती है। ऐसे मामले में, प्रयोगों से पता चलता है कि ट्यूब के माध्यम से प्रवाह को बनाए रखने के लिए कुछ तनाव की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि तरल पदार्थ की परतों के बीच घर्षण को दूर करने के लिए एक बल की आवश्यकता होती है जो सापेक्ष गति में होते हैं: इस बल की शक्ति चिपचिपाहट के लिए आनुपातिक होती है।
एक तरल पदार्थ जिसमें कतरनी तनाव के लिए कोई प्रतिरोध नहीं होता है, उसे एक आदर्श या अदृश्य द्रव के रूप में जाना जाता है। ज़ीरो चिपचिपाहट केवल सुपरफ्लुइड्स में बहुत कम तापमान पर देखी जाती है। अन्यथा, ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम में सभी तरल पदार्थों को सकारात्मक चिपचिपाहट की आवश्यकता होती है; ऐसे तरल पदार्थों को तकनीकी रूप से चिपचिपा या चिपचिपा कहा जाता है। उच्च चिपचिपाहट के साथ एक तरल पदार्थ, जैसे कि पिच, एक ठोस प्रतीत हो सकता है।
सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग में, कोई व्यक्ति अक्सर बलों, या तनावों को समझने में रुचि रखता है, जो किसी सामग्री के विरूपण में शामिल होता है। उदाहरण के लिए, यदि सामग्री एक साधारण वसंत थी, तो इसका जवाब हुक के कानून द्वारा दिया जाएगा, जो कहता है कि एक वसंत द्वारा अनुभव किया गया बल संतुलन से विस्थापित दूरी के लिए आनुपातिक है। तनाव जिन्हें कुछ अवस्थाओं से किसी पदार्थ के विरूपण के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, उन्हें लोचदार तनाव कहा जाता है। अन्य सामग्रियों में, तनाव मौजूद होते हैं जिन्हें समय के साथ विकृति के परिवर्तन की दर के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। इन्हें चिपचिपा तनाव कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक तरल पदार्थ जैसे कि पानी में तनाव जो तरल पदार्थ को कतरने से उत्पन्न होता है, उस तरल पदार्थ की दूरी पर निर्भर नहीं होता है जिस पर द्रव को बहाया गया है; बल्कि, वे इस बात पर निर्भर करते हैं कि कतरनी कितनी जल्दी होती है।
चिपचिपापन भौतिक संपत्ति है जो एक सामग्री में चिपचिपा तनाव को एक विरूपण या तनाव की दर के परिवर्तन से संबंधित करता है। हालांकि यह सामान्य प्रवाह पर लागू होता है, यह एक सरल कतरनी प्रवाह में कल्पना करना और परिभाषित करना आसान है, जैसे कि Couette प्रवाह।
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What is Binary Star? | बाइनरी स्टार क्या है?
What is Binary Star? | बाइनरी स्टार क्या है?
एक द्विआधारी तारा एक तारा प्रणाली है जिसमें दो स्टार होते हैं जो अपने सामान्य बैरियर के चारों ओर परिक्रमा करते हैं। दो या दो से अधिक तारों के सिस्टम को मल्टीपल स्टार सिस्टम कहा जाता है। ये प्रणालियाँ, विशेषकर जब अधिक दूर होती हैं, तो अक्सर प्रकाश की एक बिंदु के रूप में अनियंत्रित आंख को दिखाई देती हैं, और फिर अन्य साधनों के रूप में कई के रूप में प्रकट होती हैं।
डबल स्टार शब्द का उपयोग अक्सर बाइनरी स्टार के साथ समान रूप से किया जाता है; हालाँकि, डबल स्टार का मतलब ऑप्टिकल डबल स्टार भी हो सकता है। ऑप्टिकल डबल्स इसलिए कहा जाता है क्योंकि दोनों तारे आकाश में एक साथ दिखाई देते हैं जैसा कि पृथ्वी से देखा जाता है; वे लगभग दृष्टि की एक ही रेखा पर हैं। फिर भी, उनका "दोहरापन" केवल इस ऑप्टिकल प्रभाव पर निर्भर करता है; सितारे खुद एक दूसरे से दूर हैं और कोई शारीरिक संबंध साझा नहीं करते हैं। एक डबल स्टार को उनके लंबन माप, उचित गति या रेडियल वेग में अंतर के माध्यम से ऑप्टिकल के रूप में प्रकट किया जा सकता है। अधिकांश ज्ञात दोहरे तारों का अध्ययन यह निर्धारित करने के लिए पर्याप्त रूप से नहीं किया गया है कि वे ऑप्टिकल युगल हैं या युगल कई सितारा प्रणाली में गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से शारीरिक रूप से बाध्य हैं।
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| Binary Star |
खगोल भौतिकी में बाइनरी स्टार सिस्टम बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि उनकी कक्षाओं की गणना उनके घटक तारों के द्रव्यमान को सीधे निर्धारित करने की अनुमति देती है, जो बदले में अन्य तारकीय मापदंडों, जैसे कि त्रिज्या और घनत्व, को अप्रत्यक्ष रूप से अनुमानित करने की अनुमति देता है। यह एक अनुभवजन्य द्रव्यमान-प्रकाशमान संबंध भी निर्धारित करता है जिससे एकल सितारों के द्रव्यमान का अनुमान लगाया जा सकता है।
बाइनरी सितारों को अक्सर अलग-अलग तारों के रूप में हल किया जाता है, उस स्थिति में उन्हें दृश्य बायनेरिज़ कहा जाता है। कई दृश्य बायनेरिज़ में कई शताब्दियों या सहस्राब्दी की लंबी कक्षीय अवधि होती है और इसलिए ऐसी कक्षाएं होती हैं जो अनिश्चित या खराब रूप से ज्ञात होती हैं। उन्हें अप्रत्यक्ष तकनीकों, जैसे स्पेक्ट्रोस्कोपी या एस्ट्रोमेट्री द्वारा भी पता लगाया जा सकता है। यदि एक बाइनरी स्टार हमारी दृष्टि की रेखा के साथ एक विमान में कक्षा में होता है, तो इसके घटक एक दूसरे को ग्रहण और पारगमन करेंगे; इन जोड़ियों को ग्रहण द्विपक्षिका कहा जाता है, या, अन्य द्विपक्षियों के साथ मिलकर, जो चमक को कक्षा, फोटोमेट्रिक बायनेरिज़ के रूप में बदलते हैं।
यदि बाइनरी स्टार सिस्टम में घटक पर्याप्त हैं, तो वे अपने बाहरी बाहरी तारकीय वायुमंडलीय गुरुत्वाकर्षण को विकृत कर सकते हैं। कुछ मामलों में, ये करीबी बाइनरी सिस्टम द्रव्यमान का आदान-प्रदान कर सकते हैं, जो उनके विकास को उन चरणों में ला सकता है जो एकल सितारे प्राप्त नहीं कर सकते हैं। बायनेरिज़ के उदाहरण सीरियस और साइग्नस एक्स -1 हैं। बाइनरी स्टार्स कई ग्रहीय निहारिकाओं के नाभिक के रूप में भी आम हैं, और दोनों नोवा और प्रकार Ia सुपरनोवा के पूर्वज हैं।
दूर के तारे के द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए बायनेरिज़ खगोलविदों के लिए सबसे अच्छी विधि प्रदान करते हैं। उनके बीच का गुरुत्वाकर्षण खिंचाव उनके द्रव्यमान के सामान्य केंद्र की परिक्रमा करने का कारण बनता है। एक दृश्य बाइनरी के कक्षीय पैटर्न से, या एक स्पेक्ट्रोस्कोपिक बाइनरी के स्पेक्ट्रम की समय भिन्नता से, इसके तारों का द्रव्यमान निर्धारित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए बाइनरी मास फ़ंक्शन के साथ। इस तरह, एक तारे की उपस्थिति और उसके द्रव्यमान के बीच का संबंध पाया जा सकता है, जो गैर-बायनेरिज़ के द्रव्यमान के निर्धारण की अनुमति देता है।
क्योंकि बाइनरी सिस्टम में तारों का एक बड़ा हिस्सा मौजूद है, बायनेरिज़ विशेष रूप से उन प्रक्रियाओं की हमारी समझ के लिए महत्वपूर्ण हैं जिनके द्वारा सितारे बनते हैं। विशेष रूप से, बाइनरी की अवधि और जनता हमें सिस्टम में कोणीय गति की मात्रा के बारे में बताती है। क्योंकि यह भौतिकी में एक संरक्षित मात्रा है, बायनेरिज़ हमें उन परिस्थितियों के बारे में महत्वपूर्ण सुराग देते हैं जिनके तहत सितारों का गठन किया गया था।
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Wednesday, April 8, 2020
Newton's Second Law of Motion for CMS & CVS Approaches
Newton's Second Law of Motion for CMS & CVS Approaches
Difference Between Navier-Stokes Equations & Euler's Equations of Motion
Difference Between Navier-Stokes Equations & Euler's Equations of Motion
Tuesday, April 7, 2020
What is Hawking Radiation? | हॉकिंग विकिरण क्या है?
What is Hawking Radiation? | हॉकिंग विकिरण क्या है?
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| Hawking Radiation, हॉकिंग विकिरण |
हॉकिंग विकिरण ब्लैक-बॉडी विकिरण है जिसे ब्लैक होल घटना क्षितिज के पास क्वांटम प्रभाव के कारण ब्लैक होल द्वारा जारी किए जाने की भविष्यवाणी की जाती है। इसका नाम सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 1974 में इसके अस्तित्व के लिए एक सैद्धांतिक तर्क दिया था।
हॉकिंग विकिरण ब्लैक होल के द्रव्यमान और घूर्णी ऊर्जा को कम करता है और इसलिए इसे ब्लैक होल वाष्पीकरण के रूप में भी जाना जाता है। इस वजह से, अन्य माध्यमों से द्रव्यमान प्राप्त नहीं करने वाले ब्लैक होल के सिकुड़ने और अंततः लुप्त होने की आशंका है। चूंकि विकिरण तापमान ब्लैक होल के द्रव्यमान के व्युत्क्रमानुपाती होता है, इसलिए सूक्ष्म ब्लैक होल को अधिक बड़े पैमाने पर ब्लैक होल की तुलना में विकिरण के बड़े उत्सर्जक होने की भविष्यवाणी की जाती है और इस प्रकार तेजी से सिकुड़ना और फैलना चाहिए।
जून 2008 में, नासा ने फर्मी स्पेस टेलीस्कोप लॉन्च किया, जो कि प्राइमरी ब्लैक होल को वाष्पित करने से होने वाली टर्मिनल गामा-किरण की तलाश कर रहा है। इस घटना में कि बड़े पैमाने पर अतिरिक्त आयाम सिद्धांत सही हैं, सर्न के बड़े हैड्रोन कोलाइडर सूक्ष्म ब्लैक होल बनाने और उनके वाष्पीकरण का निरीक्षण करने में सक्षम हो सकते हैं। सर्न में ऐसा कोई सूक्ष्म ब्लैक होल नहीं देखा गया है।
सितंबर 2010 में, एक संकेत जो ब्लैक होल से निकटता से संबंधित है, दावा किया गया था कि ऑप्टिकल प्रकाश दालों से युक्त एक प्रयोगशाला प्रयोग में देखा गया है। हालाँकि, परिणाम असत्यापित और विवादास्पद हैं। एनालॉग गुरुत्वाकर्षण के ढांचे के भीतर इस विकिरण को देखने के लिए अन्य परियोजनाएं शुरू की गई हैं।
ब्लैक होल अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण आकर्षण के स्थल हैं। शास्त्रीय रूप से, ब्लैक होल के अंदर गुरुत्वाकर्षण विलक्षणता से उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण इतना शक्तिशाली होता है कि कुछ भी नहीं, विद्युत चुम्बकीय विकिरण भी ब्लैक होल से बच नहीं सकता है। यह अभी तक अज्ञात है कि गुरुत्वाकर्षण को क्वांटम यांत्रिकी में कैसे शामिल किया जा सकता है। फिर भी, ब्लैक होल से दूर, गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव काफी कम हो सकते हैं, जो कि घुमावदार स्पेसटाइम में क्वांटम फील्ड थ्योरी के ढांचे में मज़बूती से की जाने वाली गणनाओं के लिए हो। हॉकिंग ने दिखाया कि क्वांटम प्रभाव ब्लैक होल को सटीक ब्लैक-बॉडी रेडिएशन उत्सर्जित करने की अनुमति देता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न होता है जैसे कि ब्लैक बॉडी द्वारा उत्सर्जित तापमान ब्लैक होल के द्रव्यमान के आनुपातिक रूप से।
इस प्रक्रिया में भौतिक अंतर्दृष्टि को इस कल्पना से प्राप्त किया जा सकता है कि कण-एंटीपार्टिकल विकिरण घटना क्षितिज से ठीक पहले उत्सर्जित होता है। यह विकिरण सीधे ब्लैक होल से नहीं निकलता है, बल्कि आभासी कणों के ब्लैकहोल के गुरुत्वाकर्षण द्वारा "बूस्टेड" होने के परिणामस्वरूप वास्तविक कण बन जाता है। चूंकि कण-एंटीपार्टिकल युग्म ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा द्वारा निर्मित होता था, इसलिए कणों में से एक का ब्लैक होल के द्रव्यमान का कम होना।
इस प्रक्रिया का एक वैकल्पिक दृष्टिकोण यह है कि वैक्यूम में उतार-चढ़ाव के कारण एक कण-एंटीपार्टिकल युग्म ब्लैक होल के घटना क्षितिज के करीब दिखाई देता है। जोड़ी में से एक ब्लैक होल में गिर जाता है जबकि दूसरा भाग जाता है। कुल ऊर्जा को संरक्षित करने के लिए, ब्लैक होल में गिरे कण में नकारात्मक ऊर्जा होनी चाहिए। यह ब्लैक होल का द्रव्यमान खोने का कारण बनता है, और, बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, ऐसा प्रतीत होता है कि ब्लैक होल ने केवल एक कण उत्सर्जित किया है। एक अन्य मॉडल में, प्रक्रिया एक क्वांटम टनलिंग प्रभाव है, जिससे कण-एंटीपार्टिकल जोड़े वैक्यूम से बनेंगे, और एक घटना क्षितिज के बाहर सुरंग होगी।
ब्लैक होल से निकलने वाले हॉकिंग और थर्मल विकिरण द्वारा गणना किए गए ब्लैक होल विकिरण के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर यह है कि उत्तरार्द्ध प्रकृति में सांख्यिकीय है, और केवल इसका औसत संतुष्ट करता है कि ब्लैक-बॉडी विकिरण के प्लैंक नियम के रूप में क्या जाना जाता है, जबकि पूर्व फिट बैठता है डेटा बेहतर है। इस प्रकार थर्मल विकिरण में शरीर के बारे में जानकारी होती है जो इसे उत्सर्जित करता है, जबकि हॉकिंग विकिरण में ऐसी कोई जानकारी नहीं होती है, और यह केवल द्रव्यमान, कोणीय गति और ब्लैक होल के आवेश पर निर्भर करता है। इससे ब्लैक होल की जानकारी विरोधाभास हो जाती है।
हालांकि, अनुमानित गेज-गुरुत्व द्वैत के अनुसार, कुछ मामलों में ब्लैक होल एक शून्य-शून्य तापमान पर क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत के समाधान के बराबर हैं। इसका मतलब है कि ब्लैक होल में कोई सूचना हानि की उम्मीद नहीं है और ब्लैक होल द्वारा उत्सर्जित विकिरण संभवतः सामान्य थर्मल विकिरण है। यदि यह सही है, तो हॉकिंग की मूल गणना को सही किया जाना चाहिए, हालांकि यह पता नहीं है कि कैसे।
एक सौर द्रव्यमान के एक ब्लैक होल में केवल 60 नैनोकेल्विन का तापमान होता है; वास्तव में, इस तरह का ब्लैक होल उत्सर्जन करने की तुलना में कहीं अधिक कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड विकिरण को अवशोषित करेगा। 4.5e22 किग्रा का एक ब्लैक होल 2.7 K के सन्तुलन में होगा, जो उतने ही विकिरण को अवशोषित करेगा। फिर भी छोटे प्राइमर्डियल ब्लैक होल जितना अवशोषित करते हैं और इससे द्रव्यमान कम होता है।
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