Second Law of Thermodynamics in Hindi | Entropy और Spontaneous Process की समझ


Second Law of Thermodynamics क्या है?

First Law energy conservation को बताता है लेकिन ये नहीं बताता कि कोई process हो सकता है या नहीं। यही कमी पूरा करता है Second Law of Thermodynamics। यह law energy conversion की direction और feasibility को define करता है।

Second Law के मुख्य Statements

1. Kelvin-Planck Statement

“It is impossible to construct a device that operates on a cycle and produces no effect other than the conversion of all the heat input into work.”

मतलब: कोई भी heat engine 100% heat को work में नहीं बदल सकता। कुछ heat हमेशा surroundings में waste होती है।

2. Clausius Statement

“It is impossible to construct a device that operates in a cycle and transfers heat from a colder body to a hotter body without any external work.”

मतलब: Heat खुद से cold से hot की ओर नहीं जा सकती जब तक कोई external work apply न किया जाए।

इन दोनों statements से ही heat engine और refrigerator जैसे devices के काम करने का principle निकलता है।

Heat Engine vs Refrigerator

Heat Engine:

  • Heat को high-temperature reservoir से लेता है
  • कुछ part को work में convert करता है
  • बाकी heat को low-temperature sink में reject करता है

Refrigerator:

  • Low-temperature body से heat लेता है
  • External work की मदद से उसे high-temperature body में भेजता है

Entropy (S): Second Law की Key Quantity

Entropy एक thermodynamic property है जो disorder या randomness को measure करती है। यह बताती है कि energy कितनी useful है या कितनी degrade हो चुकी है।

Reversible process: Entropy constant रहती है

Irreversible process: Entropy बढ़ती है

Second Law कहता है कि:

  • Isolated system में entropy कभी decrease नहीं करती
  • Universe की total entropy हमेशा increase करती है

Mathematical Form (Reversible process के लिए)

dS = δQ / T

  • dS: Change in entropy
  • δQ: Reversible heat transfer
  • T: Absolute temperature

Second Law के Implications

  • Perpetual Motion Machine of Second Kind (PMM2) is impossible
  • Heat engines cannot be 100% efficient
  • Spontaneous processes always increase total entropy
  • Refrigeration and heat pump operation need external work

निष्कर्ष (Conclusion)

Second Law of Thermodynamics energy conversion की दिशा और limitations को बताता है। यह entropy की concept को introduce करता है और बताता है कि क्यों हर process reversible नहीं हो सकता। यह real-world thermodynamic analysis का core हिस्सा है।

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