उष्मागतिकी का द्वितीय नियम

Second law of thermodynamics

उष्मागतिकी (थर्मोडायनामिक्स) का दूसरा नियम भौतिकी में एक मौलिक सिद्धांत है जो एन्ट्रापी की अवधारणा और प्राकृतिक प्रक्रियाओं की दिशा से संबंधित है।

एन्ट्रॉपी किसी प्रणाली में यादृच्छिकता या अव्यवस्था का माप है। ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम कहता है कि एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी समय के साथ बढ़ती जाती है। दूसरे शब्दों में, एक पृथक प्रणाली में प्राकृतिक प्रक्रियाएँ अधिक अव्यवस्था की स्थिति की ओर बढ़ती हैं।

इसे समझने के लिए एक सरल उदाहरण पर विचार करें। कल्पना कीजिए कि एक कमरा एक विभाजन द्वारा दो डिब्बों में विभाजित है। प्रारंभ में, एक डिब्बे में गर्म हवा और दूसरे में ठंडी हवा भरी होती है। यदि विभाजन हटा दिया जाता है, तो हवा के अणु स्वाभाविक रूप से मिश्रित हो जाएंगे और पूरे कमरे में समान रूप से वितरित हो जाएंगे। यह मिश्रण एन्ट्रापी में वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है क्योंकि हवा के अणु अधिक बेतरतीब ढंग से वितरित हो जाते हैं।

उष्मागतिकी का दूसरा नियम हमें बताता है कि गर्म और ठंडी हवा का यह सहज मिश्रण एक प्राकृतिक प्रक्रिया है, लेकिन इसका विपरीत (गर्म और ठंडी हवा को अलग करना) अनायास नहीं होगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि अणुओं के अलग होने से एन्ट्रापी में कमी आएगी, जो प्राकृतिक प्रक्रियाओं की प्रवृत्ति के विरुद्ध है।

ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से संबंधित एक अन्य महत्वपूर्ण अवधारणा ऊष्मा स्थानांतरण का विचार है। ऊष्मा हमेशा गर्म वस्तु से ठंडी वस्तु की ओर प्रवाहित होती है, इसके विपरीत कभी नहीं, जब तक कि बाहरी कार्य न किया गया हो। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब गर्मी बहती है, तो यह ऊर्जा को फैलाकर और यादृच्छिकता को बढ़ाकर सिस्टम की एन्ट्रापी को बढ़ाती है।

ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के कई निहितार्थ हैं:

   ऊष्मा किसी ठंडी वस्तु से गर्म वस्तु की ओर अनायास प्रवाहित नहीं हो सकती।

   समय के साथ ऊर्जा बिखरने लगती है और अधिक समान रूप से वितरित हो जाती है।

   ऐसी प्रक्रियाएँ जो किसी सिस्टम की समग्र एन्ट्रापी को कम करती हैं, उन्हें बाहरी ऊर्जा या कार्य के इनपुट की आवश्यकता होती है।

उष्मागतिकी के दूसरे नियम का इंजीनियरिंग, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान सहित विज्ञान के कई क्षेत्रों पर गहरा प्रभाव पड़ता है। यह समझाने में मदद करता है