Question
Download Solution PDFनीचे दिए गए दो कथनों के आधार पर सही विकल्प का चयन कीजिए।
कथन:
A) ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत के रूप में भी जाना जाता है।
B) एक संवृत तंत्र की दो निर्दिष्ट अवस्थाओं के बीच सभी रुद्धोष्म प्रक्रियाओं के लिए, किया गया नेट कार्य समान होता है, संवृत तंत्र की प्रकृति और प्रक्रिया के विवरण की परवाह किए बिना।
Answer (Detailed Solution Below)
Detailed Solution
Download Solution PDFस्पष्टीकरण:
ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम:
- ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत के रूप में भी जाना जाता है।
इसमें कहा गया है कि किसी पृथक तंत्र में ऊर्जा का निर्माण या विनाश नहीं किया जा सकता है; ऊर्जा को केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित या परिवर्तित किया जा सकता है। - दूसरे शब्दों में, किसी पृथक तंत्र की कुल ऊर्जा समय के साथ स्थिर रहती है।
- इसका मतलब यह है कि किसी तंत्र पर या तंत्र द्वारा किए गए किसी भी कार्य के परिणामस्वरूप तंत्र की आंतरिक ऊर्जा में तदनुरूप परिवर्तन होता है, जो ऊष्मा के रूप में प्रकट हो सकता है।
- जब तापीय ऊर्जा को उष्मागतिकी तंत्र या किसी मशीन को आपूर्ति की जाती है: दो चीजें घटित हो सकती हैं:
- तंत्र या मशीन की आंतरिक ऊर्जा बदल सकती है। तंत्र कुछ बाहरी कार्य कर सकता है.
उष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार:
ΔQ = ΔW + ΔU
जहां ΔQ = तंत्र को आपूर्ति की गई ऊष्मा, ΔW = तंत्र द्वारा किया गया कार्य, ΔU = तंत्र की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन
केल्विन-प्लांक कथन:
- ऐसे इंजन का निर्माण करना असंभव है, जो एक चक्र में संचालन करते हुए एक ही जलाशय से ऊष्मा निकालने और बराबर मात्रा में काम करने के अलावा कोई अन्य प्रभाव पैदा नहीं करता है।
- इसलिए यदि इंजन को एक चक्र में काम करना है तो चक्र में कुछ मात्रा में ऊष्मा अस्वीकार कर दी जाती है।
- बंद-चक्र गैस टरबाइन, आंतरिक दहन इंजन और भाप बिजली संयंत्र एक चक्र में लगातार काम करने के लिए कुछ ऊष्मा को अस्वीकार करते हैं, इसलिए ये उपकरण केल्विन-प्लांक कथन के अनुरूप हैं।
जूल का नियम या रुद्धोष्म प्रक्रियाओं में कार्य और ऊष्मा की तुल्यता:
- रुद्धोष्म प्रक्रिया में, तंत्र और उसके परिवेश के बीच कोई ऊष्मा स्थानांतरण नहीं होता है। इसका मतलब है कि तंत्र के भीतर सभी ऊर्जा परिवर्तन किए गए कार्य या आंतरिक ऊर्जा परिवर्तनों के कारण होते हैं।
- उष्मागतिकी का पहला नियम बताता है कि तंत्र की आंतरिक ऊर्जा (∆U) में परिवर्तन तंत्र में जोड़ी गई शुद्ध ऊष्मा Q और तंत्र द्वारा किए गए शुद्ध कार्य W के बराबर है: ∆U = Q + W।
- रुद्धोष्म प्रक्रिया में, Q = 0 इसलिए, समीकरण ∆U = W तक सरल हो जाता है।
- किया गया कार्य, W, केवल तंत्र की प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं पर निर्भर करता है, न कि उन अवस्थाओं के बीच अपनाए गए विशिष्ट पथ पर। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्य एक पथ फलन है, जबकि आंतरिक ऊर्जा एक अवस्था फलन है।
- इसलिए, रुद्धोष्म प्रक्रिया से गुजरने वाले किसी बंद तंत्र में किन्हीं दो निर्दिष्ट अवस्थाओं के लिए, किया गया नेट कार्य हमेशा एक समान होगा, तंत्र की प्रकृति या प्रक्रिया के विशिष्ट विवरण (चाहे वह विस्तार, संपीड़न, या कोई अन्य हो) की परवाह किए बिना परिवर्तन)।
- यह सिद्धांत आदर्श गैसों, वास्तविक गैसों, तरल पदार्थ, ठोस और कार्य और आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन में सक्षम किसी भी अन्य प्रकार के बंद तंत्र के लिए सही है।
Last updated on May 28, 2025
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