Second Law of Thermodynamics | Statements, Reversible vs Irreversible Processes in Hindi


Second Law of Thermodynamics के Statements

Second Law energy conversion की दिशा (direction) और possibility को बताता है। इसे दो मुख्य रूपों में व्यक्त किया जाता है:

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 absorbed from a heat reservoir into work."

मतलब: कोई भी heat engine 100% efficiency नहीं दे सकता। हमेशा कुछ heat reject करनी ही पड़ेगी।

Implication:

  • PMM2 (Perpetual Motion Machine of Second Kind) possible नहीं है।
  • Heat → Work conversion में limitations हैं।

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 हम कोई external work ना करें।

Implication:

  • Refrigerators और heat pumps को work input की आवश्यकता होती है।

👉 दोनों statements एक-दूसरे के equivalent हैं — अगर एक violate होता है, तो दूसरा भी violate होगा।

Reversible vs Irreversible Processes

1. Reversible Process (पुनःवर्ती प्रक्रिया)

Reversible process ऐसा ideal process होता है जिसे exact reverse में चलाया जा सकता है बिना system और surroundings में कोई permanent change किए।

  • Extremely slow (quasi-static) होता है।
  • No friction, no loss.
  • Heat transfer occurs with infinitesimal temperature difference.
  • Entropy change reversible path में precisely define होती है।

Examples: Ideal Carnot cycle, quasi-static compression/expansion

2. Irreversible Process (अविपरिवर्तनीय प्रक्रिया)

Real world में ज्यादातर processes irreversible होते हैं, यानी उन्हें reverse करने पर system और surroundings पहले जैसे नहीं रहते।

  • Friction, turbulence, heat loss आदि इसमें होते हैं।
  • Entropy increase होती है (ΔS > 0)
  • Faster processes जिसमें gradients होते हैं (temperature, pressure etc.)

Examples: Combustion, natural mixing, real piston-cylinder operations

Difference Table:

Aspect Reversible Irreversible
Speed Infinitely slow Fast / Natural
Friction Absent Present
Entropy ΔS = 0 (isolated) ΔS > 0
Possibility Theoretical only Realistic

निष्कर्ष (Conclusion)

Second Law thermodynamics की direction और feasibility को control करता है। इसके दो statements हमें बताते हैं कि energy conversion में क्या-क्या limitations हैं। साथ ही reversible और irreversible process की समझ से हम real और ideal systems को अलग कर सकते हैं।

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