अध्याय 11: ऊष्मागतिकी

कक्षा 11 भौतिकी एनसीईआरटी पाठ्यपुस्तक का अध्याय 11, "ऊष्मागतिकी", ऊष्मा, ताप और ऊर्जा रूपांतरण से संबंधित है। यह उन नियमों का अध्ययन करता है जो ऊष्मीय ऊर्जा को ऊष्मा और कार्य के बीच परिवर्तित करते हैं — जैसे घर्षण से ऊष्मा उत्पन्न होना या भाप-इंजन में ऊष्मा का कार्य में रूपांतरण।

• ताप और ऊर्जा को परिभाषित करने वाले नियम — शून्यतम नियम ऊष्मीय साम्य के माध्यम से ताप की संकल्पना की नींव रखता है, जबकि प्रथम नियम ऊर्जा संरक्षण को ऊष्मा तक विस्तारित करता है — यह बताता है कि दी गई ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि और तंत्र द्वारा किए गए कार्य के योग के बराबर है।
• अवस्था चर और ऊष्मागतिक प्रक्रियाएँ — आंतरिक ऊर्जा एक अवस्था चर है जो केवल तंत्र की स्थिति पर निर्भर है, न कि उसके इतिहास पर। अध्याय में प्रमुख प्रक्रियाएँ — समतापी, रुद्धोष्म, समआयतनिक, समदाबी और चक्रीय — का अध्ययन किया गया है, जिनमें से प्रत्येक एक गुणधर्म को स्थिर रखती है।
• ऊष्मा से कार्य में रूपांतरण की सीमाएँ — द्वितीय नियम यह बताता है कि कोई भी इंजन ऊष्मा को पूर्णतः कार्य में नहीं बदल सकता, जिससे दक्षता की ऊपरी सीमा निर्धारित होती है। आदर्श कार्नो इंजन गर्म और ठंडे ऊष्मागार के बीच अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता निर्धारित करता है।

1. 01शून्यतम नियम: यदि दो तंत्र अलग-अलग किसी तीसरे तंत्र के साथ ऊष्मीय साम्य में हों तो वे परस्पर भी ऊष्मीय साम्य में हैं; यह ताप की संकल्पना स्थापित करता है
2. 02ऊष्मा (ताप-अंतर द्वारा ऊर्जा स्थानांतरण) और कार्य (अन्य माध्यमों से ऊर्जा स्थानांतरण) आंतरिक ऊर्जा बदलने के दो भिन्न तरीके हैं
3. 03प्रथम नियम: ∆Q = ∆U + ∆W — दी गई ऊष्मा = आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन + तंत्र द्वारा किया गया कार्य
4. 04आंतरिक ऊर्जा एक अवस्था चर है जो केवल तंत्र की अवस्था (दाब, आयतन, ताप) पर निर्भर है, पथ पर नहीं
5. 05द्वितीय नियम: कोई ऊष्मा इंजन 100% दक्षता प्राप्त नहीं कर सकता; कार्नो इंजन की अधिकतम सैद्धांतिक दक्षता η = 1 − T₂/T₁ (T₁ = गर्म, T₂ = ठंडा ऊष्मागार)
6. 06रुद्धोष्म प्रक्रिया: ऊष्मा-विनिमय नहीं (Q = 0); समतापी: ताप स्थिर (T नियत); समआयतनिक: आयतन स्थिर (V नियत); समदाबी: दाब स्थिर (P नियत)