विशिष्ट ऊष्मा धारिताओं का अनुपात

Ratio of specific heat capacities

विशिष्ट ऊष्मा धारिताओं अथवा विशिष्ट ताप क्षमता का अनुपात, जिसे अधिकांशतः γ (गामा) के रूप में दर्शाया जाता है, ऊष्मागतिकी में एक शब्द है जिसका उपयोग निरंतर दबाव (Cp) पर गैस की ताप क्षमता और स्थिर आयतन (Cv) पर ताप क्षमता के बीच संबंध का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

इस अवधारणा को समझने के लिए, आइए ताप क्षमता की परिभाषा से शुरू करें। ऊष्मा धारिता इस बात का माप है कि किसी पदार्थ का तापमान एक निश्चित मात्रा तक बढ़ाने के लिए कितनी ऊष्मा ऊर्जा की आवश्यकता होती है। विशिष्ट परिस्थितियों में किसी गैस की ऊष्मा धारिता को मापने के लिए Cp और Cv दो अलग-अलग तरीके हैं।

Cp निरंतर दबाव पर ताप क्षमता है। यह दबाव स्थिर रहने पर गैस के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। यह आम तौर पर तब होता है जब गैस को खुले सिस्टम में गर्म किया जाता है, जहां आसपास के साथ गर्मी का आदान-प्रदान किया जा सकता है।

दूसरी ओर, Cv स्थिर आयतन पर ताप क्षमता है। यह आयतन स्थिर रहने पर गैस के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा ऊर्जा की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। यह आमतौर पर तब होता है जब गैस को एक बंद प्रणाली में गर्म किया जाता है, जहां आसपास के साथ पदार्थ या गर्मी का कोई आदान-प्रदान नहीं होता है।

अनुपात γ को γ = Cp / Cv के रूप में परिभाषित किया गया है। यह वर्णन करता है कि निरंतर दबाव पर ताप क्षमता स्थिर आयतन पर ताप क्षमता से कितनी भिन्न होती है। γ का मान गैस के आणविक गुणों और व्यवहार पर निर्भर करता है।

एक आदर्श गैस के लिए, जो सामान्य परिस्थितियों में कई गैसों के व्यवहार का वर्णन करने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक सरलीकृत मॉडल है, विशिष्ट ताप क्षमता का अनुपात γ = 1.4 का एक स्थिर मान है। इसका मतलब है कि एक आदर्श गैस के लिए Cp, Cv से 1.4 गुना अधिक है।

हालाँकि, वास्तविक गैसों के लिए, विशिष्ट गैस और उसके गुणों के आधार पर γ का मान भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन जैसी द्विपरमाणुक गैसों के लिए, आदर्श गैसों के समान γ का मान लगभग 1.4 है। लेकिन हीलियम जैसी मोनोआटोमिक गैसों के लिए, γ का मान लगभग 5/3 या 1.67 है।

ऊष्मप्रवैगिकी में विशिष्ट ताप क्षमता का अनुपात महत्वपूर्ण है क्योंकि यह प्रभावित करता है कि गर्म या ठंडा होने पर गैसें कैसे व्यवहार करती हैं। यह गैसों में ध्वनि की गति, ऊष्मा इंजनों की दक्षता और एडियाबेटिक विस्तार या संपीड़न जैसी प्रक्रियाओं के दौरान गैसों के व्यवहार जैसी घटनाओं को प्रभावित करता है।