सामग्री
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया परिभाषा
- गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया
- अर्ध-स्थैतिक और प्रतिवर्ती प्रक्रिया के बीच अंतर
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया का उदाहरण
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के लक्षण
- सामान्य क्वासिस्टेटिक प्रक्रियाएं
- क्वासिस्टैटिक में एक आदर्श गैस के लिए स्थिति एडियाबेटिक प्रक्रिया
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के लिए शर्तें
- अर्ध-स्थैतिक और गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के बीच अंतर
- ऊष्मा को एक infinitesimal अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया में स्थानांतरित किया गया
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया का महत्व
- गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया उदाहरण
- गैर-अर्ध-स्थैतिक चक्रीय प्रक्रिया
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया आरेख
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया एन्ट्रापी
- अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया समीकरण
सामान्य प्रश्न / लघु नोट्स
- अर्ध स्थैतिक बल क्या है?
- क्या प्रतिवर्ती प्रक्रिया अर्ध स्थिर है?
- क्या एडियाबेटिक प्रक्रिया अर्ध स्थिर है?
- हमारे दैनिक जीवन में क्वासिस्टेटिक प्रक्रियाओं के उदाहरण क्या हैं?
- क्यों एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया अनिवार्य रूप से एक अर्ध स्थैतिक प्रक्रिया है?
- चूंकि दबाव अर्ध स्थिर प्रक्रिया में एकसमान होता है, ऐसे में कोई काम कैसे हो सकता है?
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया परिभाषा
इसे सरल शब्दों में बहुत धीमी गति से होने वाली प्रक्रिया में परिभाषित किया जा सकता है, और इस प्रक्रिया द्वारा पारित सभी राज्य संतुलन में हैं।
"क्वासी" शब्द का अर्थ लगभग है। स्थैतिक का अर्थ है थर्मल गुण समय के संबंध में स्थिर हैं। सभी प्रतिवर्ती प्रक्रियाएं अर्ध हैं। प्रक्रिया की धीमी दर इस प्रक्रिया की मुख्य विशेषता है।
गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया
यह प्रणाली के किसी भी परिमित अंतर के लिए महसूस नहीं किया जाता है। हमारे आस-पास (प्रकृति में) होने वाली अधिकांश प्रक्रियाओं को गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया कहा जा सकता है।
दोनों का प्रक्रिया को चित्र द्वारा अच्छी तरह से समझा जा सकता है जैसा कि नीचे दिया गया है,
यह विश्लेषण करने में मदद करता है। यह मुख्य रूप से पुस्तकों और संदर्भों में अध्ययन किया जाता है। हम पहले से ही जानते हैं कि थर्मोडायनामिक का परिचयात्मक अध्ययन अर्ध प्रक्रियाओं से शुरू होता है। हम इस आरेख में आसानी से काम PdV नोटिस कर सकते हैं। गैर अर्ध की वक्र आधा चक्र प्रकार दिखता है। अर्ध-स्थैतिक विधि को एक सीधी रेखा द्वारा दर्शाया जाता है।
अर्ध-स्थैतिक और प्रतिवर्ती प्रक्रिया के बीच अंतर
हम एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया को परिभाषित कर सकते हैं जैसे कि सिस्टम अपने प्रारंभिक या प्रारंभिक चरण को पुनर्स्थापित करता है और आसपास के प्रक्रिया का कोई प्रभाव नहीं होता है।
एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया में, प्रक्रिया आगे और रिवर्स फ़ंक्शन में समान पथ का अनुसरण करती है। आसपास पर व्यवस्था का कोई असर नहीं है। आदर्श रूप से, घर्षण के कारण इस प्रकार की प्रक्रिया संभव नहीं हो सकती है।
इसे सरल शब्दों में बहुत धीमी गति से होने वाली प्रक्रिया में परिभाषित किया जा सकता है, और इस प्रक्रिया द्वारा पारित सभी राज्य संतुलन में हैं।
इस प्रक्रिया में कोई घर्षण मौजूद नहीं है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि आदर्श रूप से, प्रक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं।
दोनों प्रक्रियाओं में कोई एन्ट्रापी पीढ़ी नहीं है। यदि हम प्रक्रिया को लंबे समय तक जारी रखते हैं तो हम किसी भी प्रक्रिया को प्रतिवर्ती बना सकते हैं।
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया का उदाहरण
हम अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के उदाहरण के रूप में स्थैतिक संपीड़न प्रक्रिया पर विचार कर सकते हैं। इस प्रक्रिया में, सिस्टम का वॉल्यूम बहुत धीरे-धीरे बदल जाएगा, लेकिन सिस्टम का दबाव पूरी प्रक्रिया में बना रहता है।
सिलेंडर और पिस्टन के साथ संपीड़न प्रक्रिया नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है,
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के लक्षण
यह एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जहां प्रक्रिया बहुत धीमी गति से होती है। हम कह सकते हैं कि प्रक्रिया आराम की स्थिति के पास होती है।
इस प्रक्रिया में प्रत्येक बिंदु या अवस्था को संतुलन की स्थिति में माना जाता है।
हम कह सकते हैं कि अर्ध प्रक्रिया पर नियंत्रण सहज है। गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया में, आदर्श अर्ध की तुलना में नियंत्रण चुनौतीपूर्ण हो सकता है। इसके पीछे कारण प्रक्रिया की गति है।
यह एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जिसमें पूर्ण प्रक्रिया के लिए लिया गया समय अनंत होगा।
यह अत्यधिक कुशल है क्योंकि इस प्रक्रिया में कोई नुकसान नहीं है। घर्षण के कारण कोई घर्षण या गर्मी उत्पन्न नहीं होती है। एक गैर अर्ध-प्रक्रिया के मामले में, घर्षण मौजूद होता है, जो अंततः नुकसान होता है ताकि अर्ध से कम कुशल हो।
यह प्रक्रिया प्रकृति में प्रतिवर्ती है।
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया पर काम करने वाले उपकरण अधिकतम काम का उत्पादन करते हैं
सामान्य क्वासिस्टेटिक प्रक्रियाएं
आदर्श रूप से, अर्ध प्रतिवर्ती प्रक्रिया व्यावहारिक रूप से संभव नहीं हो सकती है। किसी भी प्रणाली में हमेशा कुछ नुकसान होता है। कुछ मान्यताओं के साथ, हम कुछ प्रक्रियाओं को अर्ध प्रक्रिया के रूप में मान सकते हैं।
- आदर्श गैस धीमी दर पर प्रक्रिया करती है।
- लंबे समय तक संपीड़न प्रक्रिया
- प्रतिवर्ती प्रक्रियाएँ।
- वृक्ष का विकास
विशाल तापमान जलाशय
अर्ध-स्थैतिक एडियाबेटिक प्रक्रिया में एक आदर्श गैस के लिए स्थिति
अगर हम अर्ध पर विचार करें एडियाबेटिक प्रक्रिया, संतुष्ट होने के लिए कुछ शर्त है। यदि आदर्श गैस को अवस्था 1 से अवस्था 2 तक संपीडित किया जाता है, तो
P1 और V1 प्रणाली की प्रारंभिक स्थिति है,
P2 और V2 प्रणाली की अंतिम स्थिति है,
प्रणाली के लिए शर्त है,
हम इस शर्त को नीचे दी गई स्थिति के लिए लिख सकते हैं,
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के लिए शर्तें
यह एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जहां प्रक्रिया बहुत धीमी गति से होती है। हम कह सकते हैं कि प्रक्रिया आराम की स्थिति के पास होती है।
इस प्रक्रिया में हर बिंदु या अवस्था को संतुलन की स्थिति में माना जाता है।
हम कह सकते हैं कि इस प्रक्रिया पर नियंत्रण बहुत आसान है। गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया में, अर्ध की तुलना में नियंत्रण चुनौतीपूर्ण हो सकता है। इसके पीछे कारण प्रक्रिया की गति है।
यह एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जिसमें पूर्ण प्रक्रिया के लिए लिया गया समय अनंत होगा।
यह प्रक्रिया अत्यधिक कुशल है क्योंकि कोई नुकसान नहीं हुआ है। घर्षण के कारण कोई घर्षण या गर्मी उत्पन्न नहीं होती है। एक गैर अर्ध प्रक्रिया के मामले में, घर्षण मौजूद होता है, जो अंततः नुकसान होता है ताकि अर्ध से कम कुशल हो।
यह प्रक्रिया प्रकृति में प्रतिवर्ती है।
इस प्रक्रिया पर काम करने वाले उपकरण अधिकतम काम का उत्पादन करते हैं
अर्ध-स्थैतिक और गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया के बीच अंतर
इसे सरल शब्दों में परिभाषित किया जा सकता है कि यह बहुत धीमी गति से हो रही प्रक्रिया है, और इस प्रक्रिया द्वारा पारित सभी राज्य संतुलन में हैं।
यह प्रक्रिया हमेशा प्रकृति में प्रतिवर्ती होती है।
कोई घर्षण या नुकसान मौजूद नहीं है।
यह प्रणाली के किसी भी परिमित अंतर के लिए महसूस नहीं किया जाता है। हमारे आस-पास की अधिकांश प्रक्रियाएँ (प्रकृति में) को गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया कहा जा सकता है।
गैर अर्ध प्रक्रिया हमेशा अपरिवर्तनीय होती है।
सिस्टम में हमेशा घर्षण और नुकसान मौजूद होता है।
हम एन्ट्रापी पीढ़ी के लिए संबंध लिख सकते हैं,
जहां डीएस प्रणाली में एन्ट्रापी परिवर्तन को दर्शाता है
सिस्टम में एन्ट्रापी परिवर्तन सकारात्मक, नकारात्मक या शून्य हो सकता है।
ऊष्मा को एक infinitesimal अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया में स्थानांतरित किया गया
गर्मी का हस्तांतरण इस आदर्श प्रक्रिया के लिए समीकरण को गणना के लिए निम्नलिखित फोम में लिखा जा सकता है,
यहाँ
dQ = हीट ट्रांसफर
सीवी = लगातार मात्रा ताप क्षमता
n = नहीं। पदार्थ के मोल
R = आदर्श गैस स्थिरांक
सीपी = लगातार दबाव ताप क्षमता
वी = मात्रा,
dV = विभेदक आयतन
पी = दबाव,
डीपी = विभेदक दबाव
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया का महत्व
यह 1909 में "अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया" के रूप में प्रस्तावित है। यह विश्लेषण के लिए थर्मोडायनामिक के क्षेत्र में एक आवश्यक प्रक्रिया है। यह सिस्टम में अधिकतम आउटपुट कार्य प्रदान कर रहा है। यद्यपि यह प्रक्रिया आदर्श है, लेकिन विभिन्न अध्ययनों में यह प्रक्रिया विशाल है।
इस प्रक्रिया में, प्रणाली असीम समय के लिए संतुलन में रहती है। इंजीनियरिंग के क्षेत्र में इसके महत्व के पीछे कारण हैं
1. यह प्रक्रिया विश्लेषण के लिए आसान है
2. इस प्रक्रिया पर काम करने वाला कोई भी उपकरण अधिकतम काम करता है। किसी भी ऊर्जा का नुकसान नहीं हुआ है।
गैर अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया उदाहरण
प्रकृति में प्रत्येक प्रक्रिया एक गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया है,
वे प्रक्रियाएं लंबे समय तक नहीं होती हैं। आप किसी भी प्रक्रिया को गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया मान सकते हैं।
- तेजी से गर्मी हस्तांतरण,
- तेजी से संपीड़न,
- विस्तार,
गैर-अर्ध-स्थैतिक चक्रीय प्रक्रिया
यह प्रणाली के किसी भी परिमित अंतर के लिए महसूस नहीं किया जाता है। हमारे आस-पास की अधिकांश प्रक्रियाएँ (प्रकृति में) को गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया कहा जा सकता है।
हम नीचे दिए गए आरेख में वक्र को आसानी से नोटिस कर सकते हैं। जैसा कि हम जानते हैं, गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया समान पथ के साथ वापस नहीं आती है। एक चक्रीय प्रक्रिया मानी जाने वाली पिछड़ी प्रक्रिया हमेशा एक अलग दिशा के साथ होती है।
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया आरेख
विस्तार प्रक्रिया के लिए नीचे दिखाए गए प्रक्रिया के दोनों के लिए आरेख।
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया एन्ट्रापी
हम एन्ट्रापी पीढ़ी के लिए संबंध लिख सकते हैं,
जहां डीएस प्रणाली में एन्ट्रापी परिवर्तन को दर्शाता है
सिस्टम में एन्ट्रापी परिवर्तन सकारात्मक, नकारात्मक या शून्य हो सकता है।
अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया समीकरण
यह ऊष्मप्रवैगिकी में विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए प्राप्त किया जा सकता है। स्थिर संपत्ति के साथ विभिन्न प्रक्रिया के लिए समीकरण नीचे दिया गया है,
लगातार दबाव के साथ प्रक्रिया (Isobaric प्रक्रिया)
लगातार मात्रा के साथ प्रक्रिया (Isochoric प्रक्रिया)
लगातार तापमान के साथ प्रक्रिया (इज़ोटेर्मल प्रक्रिया)
अक्सर पूछे गए प्रश्न
अर्ध स्थैतिक बल क्या है?
इसे सिस्टम पर बहुत धीरे लागू बल के रूप में कहा जा सकता है। इस बल के कारण, सिस्टम अनंत समय के साथ बहुत धीरे-धीरे ख़राब होता है। इस प्रकार के बल को अर्ध-स्थैतिक बल के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।
क्या प्रतिवर्ती प्रक्रिया अर्ध स्थिर है?
यह प्रक्रिया हमेशा प्रतिवर्ती होती है।
कोई घर्षण या नुकसान मौजूद नहीं है।
यह प्रणाली के किसी भी परिमित अंतर के लिए वास्तविक प्रक्रिया नहीं है। हमारे आस-पास की अधिकांश प्रक्रियाएँ (प्रकृति में) को गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया कहा जा सकता है।
क्या एडियाबेटिक प्रक्रिया अर्ध स्थिर है?
An स्थिरोष्म प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है। इसे एक के रूप में भी माना जाता है आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया इसका अर्थ है प्रणाली की निरंतर एन्ट्रापी।
इस प्रक्रिया की कुछ शर्तें क्वासी हैं।
यदि एडियाबेटिक प्रक्रिया बहुत धीमी गति से हो रही है, तो इसे क्वासिस्टेटिक एडियाबेटिक प्रक्रिया माना जा सकता है।
हमारे दैनिक जीवन में क्वासी स्थैतिक प्रक्रियाओं के उदाहरण क्या हैं?
यह प्रकृति में एक आदर्श प्रक्रिया है; फिर भी, बहुत धीरे-धीरे होने वाली प्रक्रिया को क्वासी माना जा सकता है।
वृक्ष का विकास,
क्यों एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया आवश्यक रूप से एक अर्ध स्थैतिक प्रक्रिया है?
यह प्रक्रिया हमेशा प्रकृति में प्रतिवर्ती होती है।
कोई घर्षण या नुकसान मौजूद नहीं है। इस प्रक्रिया में गर्मी का कोई नुकसान नहीं है
यह प्रणाली के किसी भी परिमित अंतर के लिए महसूस नहीं किया जाता है। हमारे आस-पास की अधिकांश प्रक्रियाएँ (प्रकृति में) को गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया कहा जा सकता है।
चूंकि दबाव अर्ध स्थिर प्रक्रिया में एकसमान होता है, ऐसे में कोई कार्य कैसे किया जा सकता है ?
यदि इस प्रक्रिया के साथ किसी भी प्रणाली में दबाव स्थिर है, तो किए गए कार्य निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिए जा सकते हैं,
लगातार दबाव के साथ प्रक्रिया (Isobaric प्रक्रिया)
मैं दीपक कुमार जानी हूं, मैकेनिकल-नवीकरणीय ऊर्जा में पीएचडी कर रहा हूं। मेरे पास पांच साल का शिक्षण और दो साल का शोध अनुभव है। मेरी रुचि का विषय क्षेत्र थर्मल इंजीनियरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल माप, इंजीनियरिंग ड्राइंग, द्रव यांत्रिकी आदि हैं। मैंने "बिजली उत्पादन के लिए हरित ऊर्जा के संकरण" पर एक पेटेंट दायर किया है। मैंने 17 शोध पत्र और दो पुस्तकें प्रकाशित की हैं।
मुझे लैम्ब्डेजिक्स का हिस्सा बनकर खुशी हो रही है और मैं अपनी कुछ विशेषज्ञता पाठकों के साथ सरल तरीके से प्रस्तुत करना चाहता हूं।
शिक्षाविदों और शोध के अलावा, मुझे प्रकृति में घूमना, प्रकृति को कैद करना और लोगों के बीच प्रकृति के बारे में जागरूकता पैदा करना पसंद है।
"प्रकृति से निमंत्रण" के संबंध में मेरा यू-ट्यूब चैनल भी देखें
