তাপগতিবিদ্যায় বিচ্ছিন্ন সিস্টেম: সংজ্ঞা, বৈশিষ্ট্য এবং উদাহরণ

2024 লেখক: Henry Conors | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-02-12 04:18

তাপগতিবিদ্যায় বিভিন্ন ধরণের সিস্টেম রয়েছে: বিচ্ছিন্ন এবং অ-বিচ্ছিন্ন। তারা কোথায় পাওয়া যায়, যখন তারা প্রয়োগ করা হয়, দেখায় যে তারা কতটা দরকারী হতে পারে এবং কীভাবে তাদের যত্ন নেওয়া যায়। অন্যথায়, যদি এই ধরনের সিস্টেমগুলি মানুষের কাজের জন্য ক্ষতিকারক হয়ে ওঠে, তাহলে কীভাবে তাদের পরিত্রাণ পাওয়া যায়।

এটা কি?

একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম হল পরমাণু এবং অণুগুলির (একটি জিনিস, একটি গ্রহ, একটি মানবদেহ) যে কোনও সঞ্চয় যা সমস্ত পদার্থের শক্তি ধরে রাখে। এই ধরনের ব্যবস্থা বহির্বিশ্ব থেকে সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্ন, একে বন্ধও বলা হয়।

একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের সারমর্ম হল যে, তার সমস্ত ইচ্ছা সহ, এটি তাপ ভাগ করবে না, শক্তি অপচয় করবে না, পদার্থটিকে জোর করে এর থেকে সরিয়ে নিতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি অ্যাকোয়ারিয়াম দেখতে পারেন। প্রক্রিয়াগুলি এটির ভিতরে সঞ্চালিত হয়: মাছ মারা যায়, জল ক্ষয় হয়, খোলস ভেঙে যায়। কিন্তু অ্যাকোয়ারিয়াম বাইরের পরিবেশের সংস্পর্শে আসে না।

একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের আরেকটি উদাহরণ হল একটি লোহা - এটি নিজেই শক্তি ব্যয় করবে না, এটি পদার্থ ভাগ করবে না। ট্যাঙ্ক ইঞ্জিনে, সৌরজগতে - অন্যদের সাথে শক্তি ভাগ করে না এমন সমস্ত কিছুতে এই ধরনের ঘটনা পরিলক্ষিত হয়৷

বন্ধ বিচ্ছিন্ন সিস্টেমেআপনি গাড়িটি নিতে পারবেন না - এটি নিজেই একটি নির্দিষ্ট গতিতে চলে! এটিতে চাপাতা, গাছপালা, জীবন্ত প্রাণীর অন্তর্ভুক্ত নয় - তারা বাইরের বিশ্বের সাথে পদার্থ ভাগ করে নেয়। জীবন্ত প্রাণীরা বিপাকীয় পণ্য, উদ্ভিদ - অক্সিজেন, একটি কেটলি - ফুটানোর সময় বাষ্প নির্গত করে৷

আকর্ষণীয় তথ্য: একটি বদ্ধ সিস্টেমকে এমন একটি সিস্টেম বলা হয় যেখানে উত্পাদিত শক্তি এবং কাজের যোগফল শূন্যের সমান, এবং বিচ্ছিন্ন - যেখানে দেহগুলি অন্যান্য সিস্টেম থেকে আলাদাভাবে কাজ করে। একই সময়ে, একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম সবসময় বন্ধ থাকে না, তবে একটি বন্ধ সিস্টেম অবশ্যই বিচ্ছিন্ন হবে৷

আন্দোলন একটি ফাঁদ

একটি সতর্কতা রয়েছে: তারা নিজেরাই নড়াচড়া করতে পারে না, তবে কেউ যদি তাদের সরিয়ে দেয় তবে নিয়ম লঙ্ঘন করা হবে না। সুতরাং, আপনি যদি একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম গ্রহণ করেন এবং এটিকে একটি উচ্চতা থেকে ছুঁড়ে ফেলেন, ঘটনাক্রমে এটিকে ফেলে দিন, এটি একটি প্যারাসুট থেকে ফেলে দিন - এটি কোন ব্যাপার না, এটি বিচ্ছিন্ন হওয়া বন্ধ করবে না। যদি না, অবশ্যই, এই ধরনের ক্রিয়াকলাপের সময় এটি ভেঙ্গে যায় - উচ্চতা থেকে নিক্ষিপ্ত জলের একই বোতল সমস্ত জল ছেড়ে দেবে - অন্যান্য সিস্টেমের সাথে বিষয়টি ভাগ করুন - যার অর্থ হল সিস্টেমটি আর বন্ধ থাকবে না।

এই বর্ণনাটি একটি পিস্তল এবং একটি বুলেটের সাথে মানানসই - ট্রিগারে একটি আঙুল, একটি ভারী শরীর এবং পৃথিবী ছাড়া কাজ করে না - যদি আপনি শরীরকে মাটিতে না ঠেলে কিছুই হয় না।

তাপও বিবেচনায় নেওয়া উচিত

থার্মোডাইনামিক্সে একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম হল একটি ম্যাক্রোবডি যা কখনোই কিছু ভাগ করে না: শক্তি, পদার্থ এবং তাপ সিস্টেমের সীমার বাইরে যায় না। একটি উদাহরণ একটি থার্মোস। এটি চা ঢালার মাত্রা রাখে, জোর করে মানুষের হস্তক্ষেপ ছাড়াই একটি পানীয় (খোলা এবং ঢালানিজে) ভাগ করবে না, এবং কোথাও শক্তি ব্যয় করবে না।

এছাড়াও, একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম সর্বদা থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যে পৌঁছানোর চেষ্টা করে এবং এটিকে এই অবস্থা থেকে বের করে আনতে অন্য কারও প্রয়োজন হয়। অর্থাৎ, যদি আমরা একই থার্মোসের উদাহরণ দেই, তাহলে পরিবেশে দীর্ঘক্ষণ থাকার সাথে চা এখনও ঠান্ডা হবে। অতএব, একজন ব্যক্তির প্রয়োজন যিনি আবার গরম চা দিয়ে এটি পূরণ করবেন এবং সিস্টেমটি আবার তাপগতিগতভাবে বিচ্ছিন্ন হবে।

এটা কেন দরকার?

একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের ধারণাটি অনেকগুলি প্রক্রিয়া, সিস্টেম এবং বাস্তুতন্ত্রকে কভার করে। একজন ব্যক্তির সঠিকভাবে যত্ন নেওয়ার জন্য তাদের কীভাবে সাজানো হয়েছে তা বোঝার প্রয়োজন। যদি এটি একটি অ্যাকোয়ারিয়াম হয়, তবে বাহু এবং পা দিয়ে এতে আরোহণ করার আগে, এটি পরিষ্কার করার চেষ্টা করার আগে, আপনাকে প্রথমে দেখতে হবে কীভাবে সবকিছু করতে হবে যাতে এটি বিরক্ত না হয়। এগুলি যদি মেকানিজম বা সরঞ্জাম হয় - কীভাবে সেগুলি ব্যবহার করবেন, যাতে পরে সেগুলি মেরামত করা খুব বেদনাদায়ক না হয়৷

একই সময়ে, যদি আমরা এটিকে বৈশ্বিক স্কেলে নিই, মরুভূমিও একটি বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা: এর অভ্যন্তরে অত্যাবশ্যক ক্রিয়াকলাপের কিছু প্রক্রিয়া ঘটে, যা এর বাইরে যায় না। বন, স্টেপস, আগ্নেয়গিরি এবং বায়ুমণ্ডল তুলনামূলকভাবে বিচ্ছিন্ন বাস্তুতন্ত্র হিসাবে কাজ করে। লোকেরা, তারা কীভাবে কাজ করে তা বুঝতে পারে না, কখনও কখনও তারা নিজেরাই যে সমস্যা তৈরি করে তা বুঝতে পারে না৷

আরো একটি "কিন্তু" আছে। একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম কখনই অন্য সিস্টেম থেকে সম্পূর্ণ আলাদা থাকবে না। কিন্তু এই ধারণা বিদ্যমান। গণিত, তাপগতিবিদ্যা, রসায়ন এবং পদার্থবিদ্যায় গণনা করার জন্য এটি সুবিধাজনক। সবএকটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম যে শক্তি এবং পদার্থ নির্গত করে তা শূন্য হিসাবে নেওয়া হয় এবং এই মুহূর্তে প্রয়োজনীয় সংখ্যাগুলির সাথে কাজ করে৷

অ-বিচ্ছিন্নদের বিচ্ছিন্ন করুন

এমনকি একটি উন্মুক্ত ব্যবস্থাও বিচ্ছিন্ন হয়ে যেতে পারে যদি কিছু পরিবেশ থেকে আলাদা করে। একটি adiabatic সিস্টেম একটি পার্টিশন হিসাবে কাজ করে, যা একটি খোলা সিস্টেমের জন্য একটি শেল হিসাবে কাজ করে, এটি বন্ধ করে দেয়। এটিকে সূর্যের রশ্মি থেকে রক্ষা করার চেষ্টা করে একটি বস্তুর চারপাশে মোড়ানো ফয়েলের সাথে তুলনা করা যেতে পারে।

আপনি যদি এটিকে আরও বিস্তৃত অর্থে দেখেন তবে পৃথিবীর বায়ুমণ্ডল একটি উদাহরণ হিসাবে কাজ করতে পারে - এটি মহাজাগতিক প্রভাব থেকে গ্রহকে রক্ষা করে এবং একটি শেল হিসাবে কাজ করে যা আমাদের জীবন দেয়৷

একটি বদ্ধ বিচ্ছিন্ন সিস্টেমের জন্য ভরবেগ সংরক্ষণের একটি আইন রয়েছে: একটি বদ্ধ সিস্টেমে আবেগের যোগফল স্থির থাকে, তা সে ব্যবস্থার ভিতরে দেহগুলি একে অপরের সাথে কীভাবে যোগাযোগ করুক না কেন। এবং ঠিক তাই: যদিও আবেগের শক্তি সময়, পরিস্থিতি, সুযোগের সাথে পরিবর্তিত হতে পারে, তবুও তাদের যোগফল স্থির থাকবে।

শেষে একটি মোটা বিন্দু…

এইভাবে, উপসংহারটি নিজেকে নিম্নরূপ প্রস্তাব করে:

• একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম তার পরিবেশ থেকে যতটা সম্ভব স্বাধীন, নিজের মধ্যে শক্তি, কাজ এবং পদার্থ তৈরি করে। ভারসাম্য বজায় রাখার চেষ্টা করার সময় এটি স্থির থাকবে৷
• একটি বন্ধ বিচ্ছিন্ন সিস্টেম পরিবেশগত অবস্থার উপর নির্ভর করবে না, নিজের থেকে কিছু আলাদা করবে না, তবে এতে কাজ মোট শূন্যের সমান হবে। অর্থাৎ ভরবেগ সংরক্ষণের নিয়ম হবেএকটি খোলা সিস্টেমের পরিবর্তে এই ধরনের একটি সিস্টেমে প্রসারিত করুন৷
• তাপগতিবিদ্যায় একটি বিচ্ছিন্ন ব্যবস্থা পরিবেশের তাপের উপর নির্ভর করবে না। বিল্ডাররা এই অবস্থা অর্জন করার চেষ্টা করে যখন তারা ঘরগুলিকে অন্তরণ করে। যাইহোক, ফেনা সহজেই একটি বাড়ির জন্য একটি adiabatic শেল হিসাবে পরিবেশন করতে পারে, এটি একটি নিরোধক সিস্টেম তৈরি করে৷
• একটি বিচ্ছিন্ন সিস্টেম নীতিগতভাবে বিদ্যমান নয়: সবকিছু কিছুর সাথে যোগাযোগ করে। আপনি যদি অ্যাকোয়ারিয়ামটি বন্ধ করেন তবে জল অক্সিজেন কম হবে এবং মাছ মারা যাবে। তারা যাইহোক লাল থেকে যায়।

পরীক্ষার বিশুদ্ধতা পাওয়ার জন্য বিজ্ঞানের বিচ্ছিন্ন সিস্টেম প্রয়োজন - কিছু পরিমাণ অবহেলা করা যেতে পারে। কিন্তু জীবনে - তাদের সঠিক যত্ন এবং ব্যবহার প্রয়োজন।