প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া
তাপগতিবিজ্ঞানে, একটি প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া হল এমন একটি প্রক্রিয়া যাকে এর পরিপার্শ্বের দ্বারা এর বৈশিষ্ট্যসমূহের ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র পরিবর্তনের মাধ্যমে পূর্বাবস্থায় ফিরিয়ে আনা যায়। [১] পুরো প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া জুড়ে, সিস্টেমটি তার চারপাশের পরিবেশের সাথে সাথে তাপগতীয় ভারসাম্য বজায় রাখে। প্রত্যাবর্তী হয়ে যাওয়ার পরে এটি সিস্টেম বা পরিপার্শ্বে কোনও পরিবর্তন সাধন করে না। যেহেতু প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়াটি সমাপ্ত হতে অসীম পরিমাণ সময় লেগে থাকে, তাই সম্পূর্ণ প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়াসমূহ অসম্ভব বিবেচনা করা হয়। যাইহোক, যদি পরিবর্তন চলাকালীন সিস্টেমটি প্রয়োগকৃত পরিবর্তনের চেয়ে খুব দ্রুত সাড়া দেয়, তবে প্রত্যাবর্তীতা থেকে বিচ্যুতি নগণ্য হতে পারে। একটি প্রত্যাবর্তী চক্রে একটি চক্রীয় প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া , সিস্টেম ও তার পরিপার্শ্ব তাদের পূর্বাবস্থায় পুনরায় ফেরত আসবে যদি একটি অর্ধচক্র সাধিত হবার পরই অপর অর্ধচক্র সাধিত হয়।[২]
তাপগতীয় প্রক্রিয়া দুটি পদ্ধতির একটিতে বাহিত হতে পারে , যথা: বিপরীতভাবে বা অপরিবর্তনীয়ভাবে। প্রত্যাবর্তীতা মানে প্রতিক্রিয়াটি নিরবচ্ছিন্নভাবে ক্রমাগত চালিত হয়। একটি আদর্শ তাপগতীয় প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় সিস্টেমে বা তার দ্বারা সম্পাদিত কাজ থেকে শক্তি সর্বাধিক করা করা এবং তাপ থেকে সংগৃহীত শক্তি শূন্য হয়। তবে এক্ষেত্রে তাপ পুরোপুরি কাজে রূপান্তরিত হতে পারে না এবং সর্বদা কিছুটা ডিগ্রী (পরিপার্শ্বে) হারিয়ে যায়। (এটি শুধুমাত্র একটি চক্রের ক্ষেত্রে সত্য। একটি আদর্শ প্রক্রিয়ার ক্ষেত্রে, তাপ পুরোপুরি কাজে রূপান্তরিত হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, পিস্টন – সিলিন্ডার বিন্যাসে আদর্শ গ্যাসের সমতাপীয় সম্প্রসারণ। ) সর্বাধিক কাজ এবং ন্যূনতম তাপের ঘটনাটি ভারসাম্য লেখচিত্রের চাপ-আয়তন লেখচিত্রের মাধ্যমে দৃষ্টিগোচর করনো হয়। লেখচিত্রের বক্ররেখার ঠিক নিচের অংশটির ক্ষেত্রফলের মাধ্যমে কৃতকাজ বোঝানো হয়। সর্বাধিক কাজ প্রাপ্তির জন্য ভারসাম্য বক্ররেখা অবশ্যই সূক্ষ্মভাবে অনুসরণ করা উচিত। ভারসাম্যের গ্রাফের উপর চাপ হিসাবে ভলিউম গ্রাফে দৃশ্যমান হতে পারে, কাজটি উপস্থাপন করে। কাজ সর্বাধিক করার জন্য, একটি অবশ্যই ভারসাম্য বক্ররেখা অনুসরণ করতে হবে।
অন্যদিকে, অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়াসমূহ বক্ররেখা থেকে দূরে সরে যাওয়ার ফলস্বরূপ সামগ্রিক কাজের পরিমাণ হ্রাস করে। অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়াটিকে তাপগতীয় প্রক্রিয়া হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে যা ভারসাম্য থেকে সরে আসে। অপ্রত্যাবর্তীতা বিপরীত কাজ এবং একটি প্রক্রিয়া জন্য প্রকৃত কাজের মধ্যে পার্থক্য হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। যখন চাপ এবং আয়তনের শর্তে বর্ণিত হয়, তখন এটি ঘটে যখন কোনও সিস্টেমের চাপ (বা আয়তন) এত নাটকীয়ভাবে এবং তাৎক্ষনিকভাবে পরিবর্তিত হয় যে আয়তন (বা চাপ) সাম্যাবস্থায় পৌঁছানোর সময় থাকেনা। অপ্রত্যাবর্তীতার একটি সর্বোত্তম উদাহরণ হল একটি নির্দিষ্ট আয়তনের গ্যাসকে শূন্যে ছড়িয়ে দেয়া। কোনও নমুনার উপর চাপ অপসারণ করে এবং এটিকে এটি একটি বৃহত স্থান দখল করতে দিয়ে, প্রসারণ প্রক্রিয়া চলাকালীন সিস্টেম এবং আশেপাশের ভারসাম্য সামঞ্জস্যপূর্ণ হয় না এবং খুব কম কাজ করা হয়। তবে, প্রক্রিয়াটি প্রত্যাবর্তী করতে (গ্যাসটিকে তার প্রকৃত আয়তন এবং তাপমাত্রায় ফিরিয়ে আনার জন্য) পরিবেশের তাপ প্রবাহ হিসাবে একই পরিমাণে শক্তি বিচ্ছুরিত হওয়ার সাথে সাথে বেশ কাজের প্রয়োজন হয়। [৩]
প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ার বিকল্প সংজ্ঞা হল এমন একটি প্রক্রিয়া যা এটি সঙ্ঘটিত হওয়ার পরে, বিপরীতমুখী হতে পারে এবং যখন বিপরীত হয়, তখন সিস্টেম এবং এর পরিপার্শ্বকে তাদের প্রাথমিক অবস্থায় ফিরিয়ে আনে। তাপগতিবিজ্ঞানের ভাষায়, একটি প্রক্রিয়া "সংঘটিত" বলতে তার এক অবস্থা থেকে অন্য অবস্থায় রূপান্তর বোঝানো হয়।
অপ্রত্যাবর্তীতা সম্পাদনা
অপ্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়ায় সসীম পরিবর্তন করা হয়। কাজেই সিস্টেমটি পুরো প্রক্রিয়া জুড়েই ভারসাম্যহীন থাকে। অপ্রত্যাবর্তী চক্রের একই মুহুর্তে, সিস্টেমটি একই অবস্থায় থাকবে। তবে প্রতিটি চক্রের পর পর পারিপার্শ্বিকতা স্থায়ীভাবে পরিবর্তিত হবে। [২] নিম্নলিখিত সমীকরণে দেখানো হয়েছে যে একটি বিপরীতমুখী কাজ এবং একটি প্রক্রিয়া জন্য প্রকৃত কাজের মধ্যে পার্থক্য : I = W rev - W a
সীমা এবং অবস্থা সম্পাদনা
একটি প্রত্যাবর্তী প্রক্রিয়া একটি সিস্টেমের অবস্থা এমনভাবে পরিবর্তন করে যে সিস্টেম এবং এর পরিপার্শ্বের সম্মিলিত এনট্রপিতে নিট পরিবর্তন শূন্য হয়। বিপরীতমুখী প্রক্রিয়াসমূহ তাপগতিবিজ্ঞানে এবং প্রকৌশলবিদ্যায় তাপ ইঞ্জিনসমূহ কতটা দক্ষ হতে পারে তার সীমা নির্ধারণ করে: একটি বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া এমন হয় যেখানে সিস্টেম থেকে কোনও তাপ "বর্জ্য" হিসাবে অপচয় হয় না, এবং যন্ত্রটি সম্ভবত এটির মতো দক্ষ হয় (দেখুন কার্নো চক্র )।
কিছু ক্ষেত্রে, বিপরীতমুখী এবং আপাতস্থিতিশীল প্রক্রিয়াসমূহের মধ্যে পার্থক্য করা গুরুত্বপূর্ণ হয়ে দাঁড়ায়। বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া সর্বদা আপাতস্থিতিশীল হয়, তবে এর বিপরীতটি সর্বদা সত্য হয় না। [১] উদাহরণস্বরূপ, একটি সিলিন্ডারে গ্যাসের একটি ক্ষুদ্রাতিক্ষুদ্র সংকোচন ঘটলে যেখানে পিস্টন এবং সিলিন্ডারের মধ্যে সঙ্ঘটিত ঘর্ষণ একটি আপাতস্থিতিশীল প্রক্রিয়া, তবে বিপরীত প্রক্রিয়া নয়। [৪] যদিও সিস্টেমটি তার ভারসাম্যহীন অবস্থা থেকে কেবল একটি অসীম পরিমাণে চালিত হয়েছে, ঘর্ষণের কারণে উত্তাপটি অপরিবর্তনীয়ভাবে হারিয়ে গেছে এবং পিস্টনকে কেবল বিপরীত দিকে সরিয়ে দিয়েও তা পুনরুদ্ধার করা সম্ভব নয়।
প্রকৌশল প্রত্নতত্ত্ব সম্পাদনা
ঐতিহাসিকভাবে, টেসলা নীতি শব্দটি নিকোলা টেসলার উদ্ভাবিত কিছু নির্দিষ্ট বিপরীতমুখী প্রক্রিয়াসমূহ বর্ণনা করার জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল। [৫] তবে এই শব্দগুচ্ছটি এখন আর প্রচলিত ব্যবহারে নেই। উক্ত নীতিতে বলা হয়েছে যে কয়েকটি সিস্টেমের পরিপূরক পদ্ধতি বিপরীতমুখী করেও পরিচালনা করা যেতে পারে। এটি টেসলার গবেষণার সময় পরিবর্তিত তড়িৎ প্রবাহ তৈরি করা হয়েছিল যেখানে বর্তমানের দৈর্ঘ্য এবং দিকচক্রীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। টেসলা টারবাইন প্রদর্শনের সময়, ডিস্কসমূহ আবর্তিত হয় এবং যেটি খাদকে শক্তভাবে সংযুক্ত করা যন্ত্রগুলি ইঞ্জিন দ্বারা চালিত হয়েছিল। যদি টারবাইনটি প্রত্যাবর্তী হয়ে পরিচালিত হত তখন , ডিস্কসমূহ পাম্প হিসাবে ক্রিয়া করত। [৬]
আরও দেখুন সম্পাদনা
তথ্যসূত্র সম্পাদনা
- ↑ ক খ Sears, F.W. and Salinger, G.L. (1986), Thermodynamics, Kinetic Theory, and Statistical Thermodynamics, 3rd edition (Addison-Wesley.)
- ↑ ক খ Zumdahl, Steven S. (2005) "10.2 The Isothermal Expansion and Compression of an Ideal Gas." Chemical Principles. 5th Edition. (Houghton Mifflin Company)
- ↑ Lower, S. (2003) Entropy Rules! What is Entropy? Entropy
- ↑ Giancoli, D.C. (2000), Physics for Scientists and Engineers (with Modern Physics), 3rd edition (Prentice-Hall.)
- ↑ Electrical Experimenter, January 1919. p. 615.
- ↑ "Tesla's New Monarch of Machines"। The New York Herald Tribune। Tesla Engine Builders Association। অক্টো ১৫, ১৯১১। সেপ্টেম্বর ২৮, ২০১১ তারিখে মূল থেকে আর্কাইভ করা।