•Thermodynamics -
The study of heat or any other form of energy into or out of a system, due to some physical or chemical transformation is called thermodynamics.
हिंदी - किसी भौतिक या रासायनिक परिवर्तन के कारण किसी प्रणाली में या उससे बाहर ऊष्मा या ऊर्जा के किसी अन्य रूप का अध्ययन ऊष्मागतिकी कहलाता है।
मराठी - उष्णतेचा अभ्यास किंवा उर्जेच्या कोणत्याही स्वरूपाचा अभ्यास एखाद्या सिस्टीममध्ये किंवा बाहेर, काही भौतिक किंवा रासायनिक रूपांतरणामुळे थर्मोडायनामिक्स म्हणतात.
Or
the branch of physical science that deals with the relations between heat and other forms of energy (such as mechanical, electrical, or chemical energy), and, by extension, of the relationships between all forms of energy.
हिंदी - भौतिक विज्ञान की वह शाखा जो ऊर्जा के सभी रूपों के बीच संबंधों के ताप और ऊर्जा के अन्य रूपों (जैसे यांत्रिक, विद्युत या रासायनिक ऊर्जा) और, के बीच संबंधों से संबंधित है।
मराठी - भौतिक विज्ञानाची शाखा जी उष्णता आणि उर्जेच्या इतर प्रकारांमधील संबंध (जसे की यांत्रिक, विद्युतीय किंवा रासायनिक ऊर्जा) आणि सर्व प्रकारच्या ऊर्जा यांच्यातील संबंधांच्या विस्ताराद्वारे संबंधित आहे.
•Fundamentals of thermodynamics - ऊष्मप्रवैगिकी के मूल सिद्धांत - थर्मोडायनामिक्सची मूलतत्त्वे
System and Surrounding
The region where the observation of transformation of heat and work are made is known as system and the remaining area other than system is known as surrounding.
हिंदी - क्षेत्र जहाँ ऊष्मा और कार्य के परिवर्तन का अवलोकन किया जाता है, प्रणाली के रूप में जाना जाता है और सिस्टम के अलावा शेष क्षेत्र को आसपास के रूप में जाना जाता है
मराठी - ज्या प्रदेशात उष्णता आणि कार्याच्या बदलांचे निरीक्षण केले जाते त्या प्रदेशास सिस्टम आणि प्रणाल्याशिवाय उर्वरित क्षेत्र आसपासच्या म्हणून ओळखले जाते
On the basis of exchange of mass and energy, systems are of three types:
1) Isolated System -
In which neither matter nor energy can be exchanged with surrounding.
हिंदी - जिसमें आस-पास के साथ न तो ऊर्जा और न ही ऊर्जा का आदान-प्रदान किया जा सकता है।
मराठी - ज्यात आसपासच्या वस्तूंद्वारे किंवा उर्जेची देवाणघेवाण होऊ शकत नाही.
2) Closed System -
In which only energy can be exchange with surrounding.
हिंदी - जिसमें केवल ऊर्जा का आदान-प्रदान किया जा सकता है।
मराठी - ज्यामध्ये केवळ आसपासची सह ऊर्जा बदलली जाऊ शकते.
3) Open System -
In which energy and matter both can be exchanged with surrounding.
हिंदी - जिसमें ऊर्जा और पदार्थ दोनों का आदान-प्रदान किया जा सकता है।
मराठी - ज्यामध्ये ऊर्जा आणि पदार्थ दोन्ही आसपासच्यांसह बदलू शकतात.
•Thermodynamics Properties-
1) Intensive Properties - गहन विशेषताएं - सधन गुणधर्म
Those properties, that depend on nature of matter but do not depend on quantity of the matter.
e.g. Pressure, Temperature, Specific heat, Melting point, etc.
हिंदी - वे गुण, जो पदार्थ की प्रकृति पर निर्भर करते हैं, लेकिन पदार्थ की मात्रा पर निर्भर नहीं होते हैं।
जैसे दबाव, तापमान, विशिष्ट गर्मी, पिघलने बिंदु, आदि।
मराठी - ते गुणधर्म, ते पदार्थाच्या स्वरूपावर अवलंबून असतात पण पदार्थाच्या प्रमाणात अवलंबून नाहीत.
उदा. दबाव, तापमान, विशिष्ट उष्णता, वितळण्याचे बिंदू इ.
2) Extensive Properties - व्यापक गुण - विस्तृत गुणधर्म
Those properties, that depend on quality of the matter present in the system.
e.g. Internal energy, heat, total moles, volume, enthalpy, entropy, free energy, force, etc.
हिंदी - वे गुण, जो प्रणाली में मौजूद पदार्थ की गुणवत्ता पर निर्भर करते हैं।
जैसे आन्तरिक ऊर्जा, ऊष्मा, कुल मोल, आयतन, थैलीपी, एन्ट्रापी, मुक्त ऊर्जा, बल, आदि।
मराठी - ते गुणधर्म, जे सिस्टममध्ये असलेल्या पदार्थांच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असतात.
उदा. अंतर्गत उर्जा, उष्णता, एकूण मोल्स, व्हॉल्यूम, एन्थॅल्पी, एन्ट्रोपी, मुक्त ऊर्जा, शक्ती इ.
Force is extensive property but pressure is Intensive property.
•Thermodynamics Process - थर्मोडायनामिक प्रक्रिया - थर्मोडायनामिक प्रक्रिया
The state of a variable can be changed by means of a thermodynamic process.
हिंदी - एक चर की स्थिति को एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया के माध्यम से बदला जा सकता है।
मराठी - थर्मोडायनामिक प्रक्रियेद्वारे व्हेरिएबलची स्थिती बदलली जाऊ शकते.
These processes are following types:-
1) Adiabatic Process - जिसकी ऊष्मा घटे-बढ़े नहीं - ज्याची उष्णता कमी- जास्त होत नाही
In which system does not exchange heat with its surrounding i.e.dQ = 0.
हिंदी - इस प्रणाली में अपने आस-पास गर्मी का आदान-प्रदान नहीं होता है | i.e.dQ = 0.
मराठी - या सिस्टम मध्ये आसपासच्या भागात उष्णतेची देवाणघेवाण करत नाही. i.e.dQ = 0.
2) Isothermal Process
In which temperature remains constant i.e. dT = 0.
हिंदी - जिसमें तापमान स्थिर रहता है| dT = 0.
मराठी - ज्यामध्ये तापमान स्थिर राहते. dT = 0.
3) Isobaric Process
In which change of state is brought about at constant pressure i.e. dp = 0.
हिंदी - जिसमें राज्य के परिवर्तन को निरंतर दबाव में लाया जाता है i.e. dp = 0.
मराठी - ज्यामध्ये स्थिर दबाव आणला जातो i.e. dp = 0.
4) Isochoric Process
In which Volume of the system remains constant, i.e. dV = 0.
हिंदी - जिसमें सिस्टम का वॉल्यूम स्थिर रहता है, i.e. dV = 0.
मराठी - ज्यात सिस्टमची मात्रा स्थिर राहते, i.e. dV = 0.
5) Cyclic Process - चक्रीय प्रक्रिया - चक्रीय प्रक्रिया
This is the process in which a system undergoes a number of different states and finally returns to its initial state. For such a Process, change in internal energy and enthalpy is zero i.e. dE = 0 and dH = 0.
हिंदी - यह वह प्रक्रिया है जिसमें एक प्रणाली कई अलग-अलग राज्यों से गुजरती है और अंत में अपनी प्रारंभिक अवस्था में लौट आती है। इस तरह की प्रक्रिया के लिए, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन और थैलेपी शून्य है i.e. dE = 0 and dH = 0.
मराठी - ही अशी प्रक्रिया आहे ज्यात सिस्टम बऱ्याच वेगवेगळ्या राज्यांतून खाली येते आणि शेवटी त्याच्या प्रारंभिक स्थितीत परत येते. अशा प्रक्रियेसाठी अंतर्गत उर्जा आणि एन्थॅल्पीमध्ये बदल शून्य आहे i.e. dE = 0 and dH = 0.
6) Reversible Process - प्रतिवर्ती प्रक्रिया - उलट प्रक्रिया
In this process, (quasistatic system), change taken place is infinitesimally slow and their direction at any point can be reversed by infinitesimal change in the state of the system. Reversible process is an ideal process and here, every intermediate state is in equilibrium with others, if any.
हिंदी - इस प्रक्रिया में, ( quasistatic system ), परिवर्तन किया गया स्थान असीम रूप से धीमा होता है और किसी भी बिंदु पर उनकी दिशा प्रणाली की स्थिति में शिशु-परिवर्तन से उलट हो सकती है। प्रतिवर्ती प्रक्रिया एक आदर्श प्रक्रिया है और यहां, प्रत्येक मध्यवर्ती राज्य दूसरों के साथ संतुलन में है, यदि कोई हो।
मराठी - या प्रक्रियेमध्ये ( quasistatic system ) बदल झालेला असाधारणपणाचा वेग कमी होतो आणि कोणत्याही क्षणी त्यांची दिशा सिस्टमच्या स्थितीत असणाऱ्या बदलांमुळे उलट केली जाऊ शकते. रिव्हर्सिबल प्रक्रिया ही एक आदर्श प्रक्रिया आहे आणि येथे, प्रत्येक मधला राज्य इतरांसह समतोल असेल तर काही असल्यास.
7) Irreversible Proces - अपरिवर्तनीय प्रक्रिया - अपरिवर्तनीय प्रक्रिया
This process, is the one which cannot be reversed. In this process amount of energy increases.
हिंदी - यह प्रक्रिया, वह है जिसे उलटा नहीं किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में ऊर्जा की मात्रा बढ़ जाती है।
मराठी - ही प्रक्रिया ही एक आहे जी परत केली जाऊ शकत नाही. या प्रक्रियेमध्ये उर्जेची मात्रा वाढते.
•First Law of Thermodynamics
The tirst law states conservation of energy i.e. Energy can neither be Created nor destroyed Energy although it may be converted from one form to another.
हिंदी - पहला कानून ऊर्जा के संरक्षण को बताता है यानी ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट ऊर्जा हालांकि इसे एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है।
मराठी - पहिल्या कायद्यामध्ये उर्जा संवर्धनाची माहिती देण्यात आली आहे. उर्जा एक स्वरुपात दुसऱ्या रुपात रूपांतरित केली गेली तरी उर्जा तयार केली किंवा नष्ट केली जाऊ शकत नाही.
∆U = q +W
where, AU = internal energy change - आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन - अंतर्गत ऊर्जा बदल
q = heat - गर्मी - उष्णता
W = work - काम - काम
•Sign Convention
(i) If W is positive - work done on the system
(ii) If W is negative - work done by the system
(iii) If q is positive - when heat is supplied to the system
iv) If q is negative - when heat is lost by the system.
(v) ∆U is negative - energy transfer from system to surrounding
(vi AU is positive - energy transfer from surrounding tob system.
Enthalppy - तापीय धारिता
The total heat content of a system at constant pressure is called the enthalpy of the system. Indeed, it is the sum of internal energy and the product of pressure-volume work. It is an extensive quantity and represented by the symbol H. The equation is
हिंदी - निरंतर दबाव पर एक प्रणाली की कुल गर्मी सामग्री को प्रणाली की थैलीपी कहा जाता है। दरअसल, यह आंतरिक ऊर्जा और दबाव-मात्रा के काम का गुणनफल है। यह एक व्यापक मात्रा है और प्रतीक एच द्वारा दर्शाया गया है। समीकरण --
मराठी - स्थिर दाब असलेल्या सिस्टमच्या उष्णतेच्या एकूण सामग्रीस सिस्टमची एन्थॅल्पी म्हणतात. खरोखर ही अंतर्गत उर्जा आणि दबाव-परिमाणांच्या कार्याचे गुणधर्म आहे. हे एक विस्तृत प्रमाण आहे आणि एच प्रतीकाद्वारे दर्शविलेले आहे. --समीकरण आहे
H = U+ pV, ∆H = ∆U + p∆V
∆H = ∆U + ∆ngRT
where, ∆H = enthalpy change
∆ng = gaseous moles of products - gaseous moles of reactants.
If ∆ng = 0, then ∆H = ∆U; If ∆ng >0 then ∆H > ∆U and
if ∆ng, <0 then, ∆H < ∆U.
For reaction involving solids and liquids only
∆H = ∆E.
Enthalpy also changes, when a substance undergoes phase transition.
हिंदी - जब कोई पदार्थ चरण संक्रमण से गुजरता है, तो enthalpy भी बदल जाती है।
मराठी - जेव्हा पदार्थाच्या अवस्थेत संक्रमण होते तेव्हा enthalpy देखील बदलते.
Kirchhoff's Equation
According to this equation, the partial derivatives of the change of enthalpy (or of internal energy) during a reaction. With respect to temperature, at constant pressure (or volume) equals the change in heat capacity at constant pressure (or volume).
हिंदी - इस समीकरण के अनुसार, प्रतिक्रिया के दौरान थैलीपी (या आंतरिक ऊर्जा) के परिवर्तन का आंशिक व्युत्पन्न। तापमान के संबंध में, निरंतर दबाव (या वॉल्यूम) में निरंतर दबाव (या वॉल्यूम) में गर्मी क्षमता में परिवर्तन के बराबर होता है।
मराठी - या समीकरणानुसार, प्रतिक्रियेदरम्यान एन्थॅल्पी (किंवा अंतर्गत उर्जा) च्या बदलाचे आंशिक व्युत्पन्न. तापमानासंदर्भात, स्थिर दाबाने (किंवा व्हॉल्यूम) स्थिर दाबाने (किंवा व्हॉल्यूम) उष्णता क्षमतेतील बदलांची बरोबरी केली जाते.
•Second Law of Thermodynamics
In terms of entropy second law of thermodynamics is defined as:
"Entropy of the system and surrounding remains constant in a reversible equilibrium process, while it increases in an irreversible process."
हिंदी - "प्रणाली और आस-पास का प्रवेश एक प्रतिवर्ती संतुलन प्रक्रिया में स्थिर रहता है, जबकि यह एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया में बढ़ जाता है।"
मराठी - "सिस्टम आणि आसपासची entropy ही उलट करता येणाऱ्या समतोल प्रक्रियेमध्ये स्थिर राहते, तर ती अपरिवर्तनीय प्रक्रियेत वाढते."
∆Stotal = ∆System + ∆Ssurrounding
In nature, all the process are irreversible (spontaneous) going to completion. Hence, entropy of the universe increases and tends to be maximum.
हिंदी - प्रकृति में, सभी प्रक्रिया अपरिवर्तनीय (सहज) पूरी होने जा रही हैं। इसलिए, एन्ट्रापी ब्रह्मांड बढ़ जाता है और अधिकतम हो जाता है।
मराठी - निसर्गात, सर्व प्रक्रिया अपरिवर्तनीय (उत्स्फूर्त) पूर्ण होत आहेत. म्हणून, एन्ट्रोपी विश्वाची वाढ होते आणि जास्तीत जास्त असू शकते.
•Gibbs Energy Change
Gibbs free energy of a System is a thermodynamic quantity. It is the decrease in the value of energy which during the process is equal to the useful work done by the system (-∆G = - Wuseful). It is given by the relation
हिंदी - एक सिस्टम की गिब्स मुक्त ऊर्जा एक थर्मोडायनामिक मात्रा है। यह ऊर्जा के मूल्य में कमी है जो प्रक्रिया के दौरान सिस्टम द्वारा किए गए उपयोगी कार्यों के बराबर है (-∆G = - Wuseful)। यह संबंध द्वारा दिया जाता है
मराठी - सिस्टमची गिब्स फ्री एनर्जी ही थर्मोडायनामिक प्रमाणात असते. उर्जेच्या मूल्यात होणारी घट ही प्रक्रियेदरम्यान सिस्टमद्वारे केलेल्या उपयुक्त कार्याच्या समान आहे ( -∆G = - Wuseful) हे नात्याने दिले आहे
G = H - TS
It is a state function hence, change in free energy (∆G) for a process is independent of path.
हिंदी - यह एक राज्य कार्य है इसलिए, एक प्रक्रिया के लिए नि: शुल्क ऊर्जा (∆G) में परिवर्तन पथ से स्वतंत्र है।
मराठी - म्हणूनच हे एक राज्य कार्य आहे, प्रक्रियेसाठी मुक्त उर्जा (∆G) मध्ये बदल करणे हे मार्गापासून स्वतंत्र आहे.
This equation is also known as Gibbs Helmholtz equation. i.e.
∆G = ∆H - T∆S
Where,
∆G = Gibbs free energy (measurement of useful work)
∆G > 0, for non spontaneous process
∆G < 0, for spontaneous process
∆G = 0, at equilibrium
1) ∆G = ∆G° + 2.303 RT log Q
Where, Q = quotient
At equilibrium, ∆G = 0
2) ∆G° = -nE°cell F
n = number of electrons lose or gain
E°cell = standard electrode potential
1F = 96500C
•Third Laws of Thermodynamics
This law was proposed by German chemist Walther Nernst. According to this law, the entropy of a perfectly crystalline substance approaches zero as the absolute zero of temperature is approached.
It forms the basis from which entropies at other temperatures can be measured, lim S = 0 (T ---> 0).
हिंदी - यह कानून जर्मन रसायनज्ञ वाल्थर नर्नेस्ट द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इस कानून के अनुसार, एक पूरी तरह से क्रिस्टलीय पदार्थ की एन्ट्रापी शून्य के करीब पहुंच जाती है क्योंकि तापमान का निरपेक्ष शून्य आ जाता है।
यह आधार बनाता है जिससे अन्य तापमानों पर एन्ट्रापी को मापा जा सकता है, लिम S = 0 (T ---> 0)।
मराठी - हा कायदा जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ वाल्थर नर्नस्ट यांनी मांडला होता. या कायद्यानुसार, तपमानाच्या निरपेक्ष शून्य जवळ आल्यामुळे एक परिपूर्ण स्फटिकासारखे पदार्थाची एन्ट्रॉपी शून्यावर पोहोचते.
ज्या आधारावर इतर तापमानात एंट्रॉपी मोजल्या जाऊ शकतात, लिम एस = 0 (टी ---> 0).
•Criteria of Spontancity
All Spontaneous processes are quantitatively decided by temperature, enthalpy change and entropy change.
हिंदी - सभी सहज प्रक्रियाएं मात्रात्मक रूप से तापमान, थैलेपी परिवर्तन और एन्ट्रापी परिवर्तन द्वारा तय की जाती हैं।
मराठी - सर्व उत्स्फूर्त प्रक्रिया तपमान, एन्थॅल्पी बदल आणि एन्ट्रोपी बदलांद्वारे परिमाणानुसार ठरविल्या जातात.
(1) Spontaneity and enthalpy change (∆rH)
The value of enthalpy change describes the spontaneity of process quantitatively as
∆H = +ve Non-spontaneous
∆H = 0 Equilibrium state
∆H = -ve Spontaneous
(2) Spontaneity and total entropy change (∆S)
∆S total = ∆S system + ∆S surrounding
The value of total entropy change describes the spontaneity of process quantitatively as
∆S total = +ve Spontaneous
∆S total = 0 Equilibrium
∆S total = -ve Non-spontaneous
(3) Spontaneity and Gibbs free energy (G)
In most of the chemical reactions, change in enthalpy and entropy occcurs simultaneously. Thus, we can't decide the spontaneity of process alone on the basis of decrease in enthalpy or increase in entropy.
Thus, a new thermodynamic function is introduced to define Spontaneity of chemical process known as Gibbs free energy (G).
हिंदी - अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, एक साथ थैलीपी और एन्ट्रापी ओसीसीपर्स में परिवर्तन होता है। इस प्रकार, हम अकेले में थ्रैपी में कमी या एन्ट्रापी में वृद्धि के आधार पर प्रक्रिया की सहजता तय नहीं कर सकते हैं।
इस प्रकार, एक नई थर्मोडायनामिक फ़ंक्शन को गिब्ब्स मुक्त ऊर्जा (जी) के रूप में जाना जाता रासायनिक प्रक्रिया की सहजता को परिभाषित करने के लिए पेश किया गया है।
मराठी - बहुतेक रासायनिक प्रतिक्रियांमध्ये, एन्थॅल्पी आणि एन्ट्रॉपी घटनांमध्ये एकाच वेळी बदल होतो. अशाप्रकारे, एन्थॉलपी कमी होण्याच्या किंवा एन्ट्रॉपीच्या वाढीच्या आधारे आम्ही एकट्या प्रक्रियेची उत्स्फूर्तता ठरवू शकत नाही.
अशा प्रकारे, गिब्स फ्री एनर्जी (जी) म्हणून ओळखल्या जाणार्या रासायनिक प्रक्रियेच्या उत्स्फूर्तपणाची व्याख्या करण्यासाठी एक नवीन थर्मोडायनामिक फंक्शन सादर केले गेले.
G = H - TS
∆G = ∆H - T∆S
This equation is also known as Gibbs Helmholtz equation.
Where, ∆G = Gibbs free energy Change
∆H = enthalpy change
∆S = entropy change
T = temperature
The Spontaneity of process is related to Gibbs free energy Change as
∆G = +ve Non-spontaneous Process
∆G = 0 Equilibrium state
∆G = -ve Spontaneous process
