ही तुलना एन्ट्रॉपी, आण्विक विकार आणि ऊर्जेच्या प्रसाराचे मापन आणि एन्थॅल्पी, प्रणालीची एकूण उष्णता सामग्री यांच्यातील मूलभूत थर्मोडायनामिक फरकांचा शोध घेते. वैज्ञानिक आणि अभियांत्रिकी शाखांमधील भौतिक प्रक्रियांमध्ये रासायनिक अभिक्रिया उत्स्फूर्तता आणि ऊर्जा हस्तांतरणाचा अंदाज लावण्यासाठी या संकल्पना समजून घेणे आवश्यक आहे.
प्रणालीमधील विकार किंवा यादृच्छिकतेचे प्रमाण दर्शविणारी थर्मोडायनामिक मात्रा.
थर्मोडायनामिक प्रणालीची एकूण उष्णता सामग्री, ज्यामध्ये अंतर्गत ऊर्जा आणि दाब-आकाराचे कार्य समाविष्ट आहे.
| वैशिष्ट्ये | एन्ट्रॉपी | एन्थॅल्पी |
|---|---|---|
| मूलभूत व्याख्या | प्रणालीच्या यादृच्छिकतेचे किंवा विकाराचे मापन | प्रणालीमधील एकूण उष्णता ऊर्जा |
| मानक चिन्ह | स | एच |
| एसआय मापन एकक | जे/के (ज्युल प्रति केल्विन) | जे (जौल्स) |
| थर्मोडायनामिक फोकस | ऊर्जेचे प्रसार आणि संभाव्यता | ऊर्जा हस्तांतरण आणि उष्णता प्रवाह |
| उष्णता वाढीचा परिणाम | कण अधिक हालचाल करतात तसे नेहमीच वाढते. | अंतर्गत ऊर्जा वाढत असताना वाढते. |
| उत्स्फूर्तता सूचक | सकारात्मक बदल उत्स्फूर्ततेला प्रोत्साहन देतो | नकारात्मक बदल (उष्णतेचा उष्माघात) बहुतेकदा उत्स्फूर्ततेला अनुकूल असतो. |
| म्हणून गणना केली | तापमानाने भागिलेले उष्णता हस्तांतरण | अंतर्गत ऊर्जा अधिक दाब वेळा आकारमान |
एन्ट्रॉपी ऊर्जेच्या गुणवत्तेवर आणि वितरणावर लक्ष केंद्रित करते, विशेषतः आण्विक गोंधळामुळे काम करण्यासाठी किती ऊर्जा उपलब्ध नाही यावर. याउलट, एन्थॅल्पी ऊर्जेचे प्रमाण मोजते, विशेषतः सतत दाब परिस्थितीत पदार्थाने धरलेली एकूण थर्मल ऊर्जा. एन्ट्रॉपी कणांच्या व्यवस्थेकडे पाहते, तर एन्थॅल्पी संक्रमणादरम्यान उष्णतेच्या प्रवाहाचा मागोवा घेते.
एन्ट्रॉपी हा दुसऱ्या नियमाचा केंद्रबिंदू आहे, जो सांगतो की एका वेगळ्या प्रणालीची एकूण एन्ट्रॉपी नेहमीच कालांतराने वाढली पाहिजे. एन्थॅल्पी पहिल्या नियमाशी किंवा उर्जेच्या संवर्धनाशी अधिक जवळून संबंधित आहे, कारण ते रासायनिक आणि भौतिक बदलांदरम्यान शोषलेल्या किंवा सोडलेल्या उष्णतेचा हिशेब ठेवण्यास मदत करते. एकत्रितपणे, ते गिब्स मुक्त ऊर्जा परिभाषित करतात, जी प्रक्रिया नैसर्गिकरित्या होऊ शकते की नाही हे ठरवते.
बर्फ वितळण्यासारख्या टप्प्यातील बदलादरम्यान, दोन्ही मूल्ये लक्षणीयरीत्या वाढतात. एन्थॅल्पी वाढते कारण आंतरआण्विक बंध (अव्यक्त उष्णता) तोडण्यासाठी ऊर्जेची आवश्यकता असते, तर एन्ट्रॉपी वाढते कारण द्रव अवस्थेत घन अवस्थेपेक्षा जास्त कण हालचाल आणि यादृच्छिकता असते. परिणामी, द्रव आणि वायूंच्या तुलनेत घन पदार्थांमध्ये सामान्यतः दोन्ही गुणधर्मांची सर्वात कमी पातळी असते.
रसायनशास्त्रज्ञ उष्णतेच्या प्रमाणातील बदल मोजून अभिक्रिया एक्झोथर्मिक (उष्णता सोडते) की एंडोथर्मिक (उष्णता शोषून घेते) आहे हे ठरवण्यासाठी एन्थॅल्पीचा वापर करतात. अभिक्रिया अधिक अव्यवस्थित स्थितीत नेईल की नाही हे भाकित करण्यासाठी एन्ट्रॉपीचा वापर केला जातो, जसे की जेव्हा घन पदार्थ द्रवात विरघळतो किंवा द्रवातून वायू तयार होतो. कार्यक्षम उष्णता इंजिन आणि रेफ्रिजरेशन सायकल डिझाइन करण्यासाठी अभियंते दोन्हीवर अवलंबून असतात.
एन्ट्रॉपी हा 'गोंधळ' किंवा घाणेरडी खोलीसाठी आणखी एक शब्द आहे.
जरी अनेकदा डिसऑर्डर म्हणून सरलीकृत केले जात असले तरी, एन्ट्रॉपी हे विशेषतः कणांमध्ये ऊर्जा किती प्रकारे वितरित केली जाऊ शकते याचे वैज्ञानिक मापन आहे. गोंधळलेली खोली ही एक मॅक्रो-स्केल उपमा आहे, परंतु खरी एन्ट्रॉपी अणू आणि रेणूंच्या सूक्ष्म-अवस्थेचा संदर्भ देते.
एन्थॅल्पी आणि एकूण अंतर्गत ऊर्जा एकच आहे.
एन्थॅल्पीमध्ये अंतर्गत ऊर्जा समाविष्ट असते परंतु ती प्रणालीसाठी त्याच्या सभोवतालच्या परिसराचे विस्थापन करून जागा मोकळी करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या ऊर्जेसाठी देखील जबाबदार असते (पीव्ही कार्य). अनेक घन आणि द्रव पदार्थांमध्ये, फरक कमी असतो, परंतु वायूंमध्ये तो लक्षणीय असतो.
भौतिकशास्त्रानुसार एन्ट्रॉपीमध्ये घट होणे अशक्य आहे.
विशिष्ट प्रणालीमध्ये, जसे की जेव्हा पाणी बर्फात गोठते तेव्हा एन्ट्रॉपी स्थानिक पातळीवर कमी होऊ शकते. तथापि, हे फक्त तेव्हाच शक्य आहे जेव्हा सभोवतालची एन्ट्रॉपी जास्त प्रमाणात वाढते, ज्यामुळे विश्वाची एकूण एन्ट्रॉपी अजूनही वाढते.
प्रत्येक उष्माघाताची प्रतिक्रिया (नकारात्मक एन्थॅल्पी) उत्स्फूर्तपणे घडते.
बहुतेक उष्णता सोडणाऱ्या प्रतिक्रिया उत्स्फूर्त असतात, परंतु काही एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया नैसर्गिकरित्या होतात जर एन्ट्रॉपीमध्ये वाढ उर्जेच्या कमतरतेवर मात करण्यासाठी पुरेशी जास्त असेल. गिब्स मुक्त उर्जेद्वारे दोन्ही घटकांच्या संतुलनाने उत्स्फूर्तता निश्चित केली जाते.
प्रणालीच्या उत्क्रांतीमध्ये यादृच्छिकता, संभाव्यता किंवा वेळेची दिशा यांचे विश्लेषण करताना एन्ट्रॉपी निवडा. स्थिर दाबावर रासायनिक अभिक्रियेचे उष्णतेची आवश्यकता, ऊर्जा कार्यक्षमता किंवा थर्मल आउटपुट मोजताना एन्थॅल्पी निवडा.
ही सविस्तर तुलना अणू, घटकांचे एकमेव मूलभूत एकके आणि रेणू यांच्यातील फरक स्पष्ट करते, जे रासायनिक बंधनातून तयार होणाऱ्या जटिल संरचना आहेत. हे त्यांच्या स्थिरता, रचना आणि भौतिक वर्तनातील फरकांवर प्रकाश टाकते, ज्यामुळे विद्यार्थी आणि विज्ञान उत्साही दोघांनाही पदार्थाची मूलभूत समज मिळते.
ही तुलना गुरुत्वाकर्षणाच्या खालच्या दिशेने खेचणे आणि उछालण्याच्या वरच्या दिशेने खेचणे यांच्यातील गतिमान परस्परसंवादाचे परीक्षण करते. गुरुत्वाकर्षण बल सर्व पदार्थांवर वस्तुमानासह कार्य करते, तर उछाल बल ही द्रवपदार्थांमध्ये होणारी एक विशिष्ट प्रतिक्रिया आहे, जी दाब ग्रेडियंटद्वारे तयार होते ज्यामुळे वस्तूंना त्यांच्या घनतेनुसार तरंगण्यास, बुडण्यास किंवा तटस्थ समतोल साधण्यास अनुमती मिळते.
हे तुलनात्मक विश्लेषण उष्णता आणि तापमान या भौतिकशास्त्रातील संकल्पनांचा अभ्यास करते, ज्यात उष्णता म्हणजे उष्णतेच्या फरकामुळे हस्तांतरित होणारी ऊर्जा असते, तर तापमान हे पदार्थ किती गरम किंवा थंड आहे हे त्याच्या कणांच्या सरासरी गतीवर आधारित मोजते, तसेच एकक, अर्थ आणि भौतिक वर्तनातील प्रमुख फरकांवर प्रकाश टाकते.
ही तुलना संपूर्ण वस्तूचे तापमान वाढवण्यासाठी आवश्यक असलेली एकूण ऊर्जा मोजणारी उष्णता क्षमता आणि विशिष्ट उष्णता यांच्यातील महत्त्वपूर्ण फरक स्पष्ट करते, जी पदार्थाच्या वस्तुमानाची पर्वा न करता त्याच्या अंतर्गत थर्मल गुणधर्माची व्याख्या करते. हवामान विज्ञानापासून ते औद्योगिक अभियांत्रिकीपर्यंतच्या क्षेत्रांसाठी या संकल्पना समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
ही तुलना अल्टरनेटिंग करंट (एसी) आणि डायरेक्ट करंट (डीसी) मधील मूलभूत फरकांची तपासणी करते, जे वीज वाहण्याचे दोन मुख्य मार्ग आहेत. ते त्यांचे भौतिक वर्तन, ते कसे निर्माण होतात आणि आधुनिक समाज राष्ट्रीय ग्रिडपासून ते हँडहेल्ड स्मार्टफोनपर्यंत सर्वकाही वीज पुरवण्यासाठी दोन्हीच्या धोरणात्मक मिश्रणावर का अवलंबून आहे याचा समावेश करते.
