താപഗതികതത്ത്വങ്ങൾ

ഇംഗ്ലീഷ് വിലാസം

https://ml.wikipedia.org/wiki/Laws_of_thermodinamics

താപഗതികത്തിലെ നിയമങ്ങൾ താപവും പ്രവൃത്തിയും ഒരു വ്യൂഹത്തിൽ എങ്ങനെ പരസ്പരം കൂടിച്ചേർന്നിരിക്കുന്നെന്നു വിശദമാക്കുന്നു. ഈ നിയമങ്ങൾ ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലും മറ്റ് ശാസ്ത്രത്തിലും താപഗതികവുമായി ബന്ധപെട്ട് പഠിക്കാൻ ഉപകരിക്കുന്നു.

പൂജ്യാമത്തെ നിയമം തെർമൊഡൈനാമിക്സിലെ ഒന്നാമത്തെ നിയമമാണ് എങ്കിലും പൂജ്യാമത്തെ നിയമം (zero^thlaw) എന്നാണു അറിയപ്പെടുന്നത്. ഇതിനു കാരണം മറ്റുള്ള് നിയമങ്ങൾ നിർ വചിച്ച് കഴിഞാണു ഈ നിയമം നിര്വചിക്കാനായത്. താപത്തെ നിർവചിക്കാൻ ഈ നിയമം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നിർവചനം ഒരു വ്യൂഹം താപസ്ഥിരത കൈവരിക്കുന്നത് അതിലെ താപത്തിന്റെ അളവിൽ മാറ്റം ഉണ്ടാകാതിരിക്കുമ്പോളാണ്‌.A യുംBയുംCയും മൂന്ന് വ്യൂഹങ്ങളാണ്‌ എന്ന് കരുതുക. പൂജ്യാമത്തെ നിയമം പ്രവചിക്കുന്നത്"

വ്യൂഹംAയുംവ്യൂഹംCയുംവ്യൂഹംBയുമായി താപസ്ഥിരതകൈവരിച്ചാൽ വ്യൂഹം Aയും വ്യൂഹംCയും പരസ്പരം താപസ്ഥിരതയിലായിരിക്കും.

പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന വസ്തുക്കളിലും താപഗതിക വ്യൂഹങ്ങളിലുമുള്ള താപഗതിക സന്തുലനാവസ്ഥയെക്കുറിച്ചുള്ള തത്ത്വമാണ് താപഗതികത്തിലെ പൂജ്യാമതു നിയമം. താപഗതിക വ്യൂഹങ്ങളുടെ താപഗതിക സന്തുലിതാവസ്ഥയെന്നാൽ, ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന വ്യൂഹങ്ങളിൽ താപമാറ്റം നടക്കാത്ത അവസ്ഥ എന്നർത്ഥം. ഇതനുസരിച്ച്, സ്വയസന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള A, B എന്നീ രണ്ടു താപഗതികവ്യൂഹങ്ങൾ സ്വയസന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള C എന്ന താപഗതികവ്യൂഹത്തോടു താപഗതിക സന്തുലനാവസ്ഥയിലാണെങ്കിൽ A യും B യും പരസ്പരം താപഗതിക സന്തുലനാവസ്ഥയിലായിരിക്കും. പൂജ്യാമതു നിയമമനുസരിച്ച്, താപഗതിക സന്തുലിതാവസ്ഥയെന്നതു തുല്യതാബന്ധം (equivalence relation) ആയതിനാൽ ഊഷ്മാവിനെ നിർ‌വചിക്കാനും അളക്കാനുള്ള താപമാപിനികൾ നിർമ്മിക്കാനും ഈ നിയമം സഹായിക്കുന്നു.

പൂജ്യാമതു നിയമപ്രകാരമുള്ള തുല്യതാ ബന്ധമനുസരിച്ച് താപഗതിക വ്യൂഹങ്ങളുടെ ഗണത്തെ, പല അസംഗമ ഉപഗണങ്ങളാക്കി (disjoint subsets) വിഭജിക്കാം. ഇത്തരം വിഭജനത്തിൽ ഓരോ ഉപഗണത്തിലെയും അംഗങ്ങൾ പരസ്പരം സന്തുലിതാവസ്ഥയിലായിരുക്കുകയും ഒരു വ്യൂഹം ഒരു ഉപഗണത്തിൽ മാത്രം അംഗമായിരിക്കുകയും ചെയ്യും. അതുകൊണ്ട്, വ്യൂഹങ്ങളെ അവയുൾപ്പെടുന്ന ഉപഗണത്തിന്റെ സൂചിക ഉപയോഗിച്ച് തിരിച്ചറിയാം. ഇങ്ങനെയുള്ള സൂചികയായി വാസ്തവികസംഖ്യകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു രീതിയാണ് താപനില. പരസ്പരം താപഗതിക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള വ്യൂഹങ്ങൾക്കെല്ലാം ഒരേ താപനില ആയിരിക്കും.

ഒന്നാമത്തെ നിയമം

താപം ഒരു ഊർജ്ജമാണെന്നും മറ്റ് ഊർജ്ജത്തിൽ നിന്ന് താപത്തിലേക്കുള്ള ഊർജ്ജത്തിന്റെ മാറ്റത്തെ ഈ നിയമം വിശദീകരിക്കുന്നു.

രണ്ടാമത്തെ നിയമം

ഈ നിയമം എൻട്രോപ്പി എന്ന പ്രതിഭാസത്തെ നിർവചിക്കുന്നു.

മൂന്നാമത്തെ നിയമം

ഈ നിയമം ഒരു സിസ്റ്റത്തെ കേവലപൂജ്യം എന്ന താപനിലയിൽ എത്തിക്കുക സാധ്യമല്ല എന്നു കാണിക്കുന്നു.