তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় dQ = dW : সমোষ্ণ প্রক্রিয়ার ব্যাখ্যা

যখন কোনো তাপগতীয় প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের(system) গ্রহণ করা তাপ (dQ) সিস্টেম কর্তৃক কৃত কাজের (dW) সমান হয়, তখন সেটিকে বোঝার জন্য আমাদের তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্রটি জানতে হবে। 🤔

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র:

তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুসারে, কোনো সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির (dU) পরিবর্তন সিস্টেম কর্তৃক গৃহীত তাপ (dQ) এবং সিস্টেম কর্তৃক কৃত কাজের (dW) পার্থক্যের সমান। গাণিতিকভাবে:

dU = dQ - dW

যেখানে:

• dU = অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন
• dQ = সিস্টেম কর্তৃক গৃহীত তাপ
• dW = সিস্টেম কর্তৃক কৃত কাজ

dQ = dW হওয়ার শর্ত:

যদি dQ = dW হয়, তাহলে উপরের সমীকরণটি দাঁড়ায়:

dU = 0

অর্থাৎ, সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য হতে হবে। এখন দেখা যাক কোন প্রক্রিয়ায় এটা সম্ভব। 🧐

বিভিন্ন তাপগতীয় প্রক্রিয়া এবং dQ = dW :

সমোষ্ণ প্রক্রিয়ার বিস্তারিত ব্যাখ্যা:

সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায়, সিস্টেমের তাপমাত্রা স্থির থাকে। তাপমাত্রা স্থির থাকার কারণে অভ্যন্তরীণ শক্তির কোনো পরিবর্তন হয় না (dU = 0)। সুতরাং, তাপগতিবিদ্যার প্রথম সূত্র অনুসারে:

0 = dQ - dW

অতএব,

dQ = dW

এর মানে হল, সমোষ্ণ প্রক্রিয়ায় সিস্টেম যতটুকু তাপ গ্রহণ করে, ঠিক ততটুকুই কাজ করে। 🥳

বাস্তব উদাহরণ:

• ধীর গতিতে গ্যাসকে প্রসারিত করা অথবা সংকুচিত করা (তাপমাত্রা স্থির রেখে)।
• বরফ গলানো (গলন প্রক্রিয়া চলাকালীন তাপমাত্রা 0°C এ স্থির থাকে)। 🧊
• পানি বাষ্পে পরিণত হওয়া (স্ফুটনকালে তাপমাত্রা 100°C এ স্থির থাকে)। 💧

উপসংহার:

সুতরাং, সমোষ্ণ প্রক্রিয়াই একমাত্র প্রক্রিয়া যেখানে dQ = dW হওয়ার সম্ভাবনা থাকে, কারণ এই প্রক্রিয়ায় সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন শূন্য থাকে। 👍