અર્ધ-સ્થાયી અને પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા

અગાઉના વિડીઓમાં આપણે મેક્રો સ્ટેટ વિશે વાત કરી હતી આપણી પાસે એક પરિસ્થિતિ હતી જ્યાં આપણી પાસે આ સિલિન્ડર હતું અને આ સિલિન્ડરના ઉપરના ભાગનમાં ગતિ કરી શકે તેવું પિસ્ટન હતું આસિલિન્ડરમાં રહેલા વાયુના દબાણને કારણે પિસતન પાર ઉપરની તરફ ટક્કો લાગે છે અને પિસ્ટન નીચે રહે તે માટે આપણે તેના પાર એક વજન એક પથ્થર મૂક્યું હતો અને તેની ઉપર એક સુન્ય અવકાશ હતું માટે ત્યાં કેટલુંક બાલ પ્રતિ સેટ્રફ્લ હશે આ વાયુના કણો જે પિસ્તાની સપાટી પાર દબાણ લગાડે છે અને જો આપણે આ પિસ્ટન પાર પથ્થર ન મુકીયે તો આ પિસ્ટન ઘણી જ દૂર સુધી ગતિ કરે કારણકે અહીં સુન્ય અવકાશમાં કોઈ દબાણ નથી પરંતુ અહીં મૂકેલું આ વજન તે સમાન ક્ષેત્રફળ પાર નીચેની તરફ બાલ લગાડે છે માટે તે સંતુલિત અવસ્થામાં છે અને આપણે તેને pv આકૃતિમાં દર્શાવ્યું હતું આમ અહીં આ વસ્થા એક છે આ અવસ્થા એક છે હવે અગાઉના ઉદાહરણ પ્રમાણે મેં અહીંથી એક પથ્થરને દૂર કર્યું હવે જેવો જ મેં અહીંથી અધદ પથ્થરને દૂર કર્યો તેના કારણે પઠાએ વડે નીચેની તરફ લાગતું બાલ અધાળું થયું માટે આ વાયુ તેને ઉપરની દિશં ધક્કો મારશે અને આ પ્રક્રિયા ગણી ઝડપથી થાય છે જયારે આપ્રમાણે થાય છે ત્યારે આ ભાગ પાસે રહેલું દબાણ ઓછું હશે કારણકે અહીં નીચેં અણુઓ જનતા નથી કે મેં અહીં અધદ પથ્થરને દૂર કાર્ય છે માટે આ વાયુ તેને ઉપરની તરફ થકો મારે ત્યાર વજન પાછું નીચે આવે ત્યાર બાદ વાયુ તેને ફરીથી ઉપરની તરફ ધક્કો મારે વજન નીચે આવે અને ફરીથી આપણે સંતુલિત અવસ્થા મેળવતા ધોળી વાર લાગે જ્યાં આપણી પાસે ઓછું દબાણ હશે કદ વધારે હશે અને કદાચ ઓછું તાપમાન હશે હવે નવી સંતુલિત અવસ્થા આ છે જ્યાં આપણે કાળ અને દબાણે પરીથી વખ્યાયિત કરી શ્કીયે તો અગાઉના વિડીઓમાં મારો પ્રશ્ન એ હતો કે આપણે અહીં સુધી કઈ રીતે પહુંચી શકીયે અહીં આ પ્રથમ અવસ્થા જ્યાં આપણું દબાણ તાપમાન અને કદ સારી રીતે વખ્યાયિત હતું કરકે આ તંત્ર સારી રીતે સંતુલિત હતું શું આ પ્રાતઃમ અવસ્થાથી અહીં આ બીજી અવસ્થા સુધી પહુચવા કોઈ પાથ સારી રીતે વખ્યાયિત થયો છે અને મારો જવાબ ના છે કારણકે આ અવસ્થા અને આ અવસ્થાની વચ્ચે બધું બદલાય રહ્યું છે અહીં મારી પાસે તંત્રના આગળ જુદા જદુએ બિંદુઓ આગળ જુદું જુદ તાપમાન છે નીચેનાભાગ કરતા ઉપરના ભાગનું દબાણ જડું જડું છે અને તેનું કદ પણ બદલી રહ્યું છે કારણકે પિસ્તાં દરેક સેકન્ડે ઉપર નીચે થાય રહ્યોછે માટે જયારે તમે સંતુલિતથી બહાર હોવ ત્યારે તમે મેક્રોસ્ટેટને સારી રીતે વખ્યાયિત કરી શકો નહિ તેથી તમારી પાસે અહીં કોઈ પાથ નથી તમે અહીં પ્રથમ અવસ્થાથી બીજી અવસ્થા સુધી કઈ રીતે પહુંચ્યા તામર પાસે તેનો કોઈ પાથ નથી અહીં કોઈ પાથ નથી તમે અહીં એવું કહી હસકાઓ કે આપણે અવસ્થા એક માં કોઈક પ્રકારના સંતુલનમાં હતા ત્યાર બાદ મેં અધદ પથ્થરને દૂર કર્યા તેના કારણે દબાણ વધ્યું અને કદ ઘટ્યું અને કદાચ તાપમાનમાં પણ ઘટાડો થયો અને ત્યાર બાદ સંતુલન મેળવવાઉં ત્યારે મને બીજું અવસ્થા મળી પરંતુ આપણે જયારે આ બિન્દુથી આ બિંદુ મેળવવાવની કોઈ રીત શોધી લઈએ તો તે સરિત રીત છે ઓ હું મારા પ્રયોગમાં આ પથ્થરને જુદી રીતે ખસેડયુ તેથી આ બંને પ્રકારીયાઓમાં બધાજ મેક્રોસ્ટેટ સારી રીતે વખ્યાયિત થતા હોય તો હું તેને કઈ રીતે મેળવી શકું યાદ કરો કે મેં આગળ કહ્યું હતું કે મેક્રોસ્ટેટ જેમકે દાબણ તાપમાન અને કદત્યારે જ વખ્યાયિત થશે જયારે આપણે ધર્મોડાયનેમિક્સ સંતુલિતમાં હોયીયે ઉદાહરણ તરીકે અહીં તાપમાન સમાન રહેવું જોયીયે જો તાપમાન સમાન ન રહેતું હોય તો આપણે તેના વિશે વાત કરી શકીયે નહિ જો અહીં આ ભાગનું તાપમાન અહીં આ ભાગના તાપમાન કરતા જુદું હોય તો આ તંત્રનું તાપમાન X ક્ષહહે તેમ હું કહી શકું નહિ કારણકે જુદા દજુદા બિંદુઓનો આગળનું તાપમાન જુદું જડું છે કદ અને દબાણ માટે પણ તેજ પ્રમાણે આપણે અહીં ઇટ્જ પ્રયોગ પાછો કરીયે ધારોકે આ મારુ સિલિન્ડર છે કંઈક આ પ્રમાણે આ મારુ સિલિન્ડર છે અહીં આ તેની અંદર પિસ્ટન છે અહીં આ પિસ્ટન છે અને આ વાયુના અણુઓ છે આ પ્રમાણે હવે એક મોટા પથ્થરથી સારું કરવાને બદલે જે પરમેન માર પાસે અહીં હતું ધારોકે મારી પાસે નાના પત્તર છે આપણે અહીં નાના પથ્થર ઉમેરીએ જે બધાનો સરવાળો અગાઉવ જે પથ્થરનો ઉપયોગ કર્યો હતો તેના વજન જેટલો જ થાય ધારોકે આ નાનપથર છે અહીં આ રીતે અહીં નાના પથ્થર છે તમે અહીં રેતીનો ઉપયોગ પણ કરી શકાયો હવે મેં જે રીતે અગાઉવ અધદ પથ્થરને દૂર કરીને આખા પથ્થરને અસંતુલિત કર્યું હતું તે કરવાને બદલે આપણે અહીં નાના પથ્થરને બહાર કાઢીયે તો ધોળું ઉપર ખસે મેઈ હું હૈ આને કોપી કરીને પેસ્ટ કરીશ હવે હું ખુબજ નાના પથ્થરને બહાર કાઢીયે છીએ તેતથી નીચેની તરફ લાગતું દબાણ ધોળું ઓછું થશે નીચેની તરફ લાગતું બાલ થોડુંક ઓછું થશે ટી=ઓ હવે આ પિસતન ખુબજ ઓછા અંતરથી ઉપર જાય હું તમને દોરીને બતાવીશ આપણે હવે આ પિસ્ટનને દૂર કરીયે અને હવે આ પિસ્ટન ખુબજ ઓછા નટરથી ઉપર જશે જે કંઈક આ પ્રમાણે દેખાય માટે તમે આ તંત્રને સંતુલનથી બહાર મુકતા નથી પરંતુ આપણે હવે તંત્રને કદાચ આ બિંદુથી આ બિંદુ પાર લાવીએ છીએ તે બંને એક બીજાને ખુબજ નજીક છે આપણે તેમાંથી થોડુંક વજન બહાર કાઢીયે છીએ માટે તંત્રનું દબાણ થોડુંક જ વધે તંત્રનું કદ થોડુંક વધે અને કદાચ તાપમાન ધોડુંક જ ઘટે અને મહત્વની બાબત અહીં એ છે કે હું તે ખુબજ નાના જાતથં કરું છું જેથી હું તે પ્રમાણે કરું તો મારુ તંતર સંતુલને ખુબજ નજીક રહે હું તે ખુબજ નના પ્રમાણમાં કરું છું જેથી તે સંતુલન તરત જ મેળવી લે અથવ લગભગ સંતુલનની નજીક જ રહે છે આપણે હવે આને કોપી કરીને પેસ્ટ કરીયે અને ફરીથી ખુબજ ઓછા વજને બાહર કાઢીયે અને તેને કારણે હવે મારુ આ પિસ્ટન તે ધોળું ઉપર જશે તે ફરી પાછું ઉપર જશે તે હવે કંઈક આ પ્રમાણે આવશે આ રીતે જેથી મારુ વાયુનું દબાણ થોડું ઘટશે વાયુ કદ થોડું વધશે અને હવે આપણે આ બિંદુ આગળ છે હું અહીં જે કરી રહી છું તેને આપણે કોસાઈકસ્ટેસિસઃ પ્રોસેસ એટલકે અર્થ સ્થાઈ પ્રક્રિયા કહી શકીયે અર્થ સ્થાઈ પ્રક્રિયા અર્થ સાથેય પ્રક્રિયા જેને કોસાઈકસ્ટેસિસઃ પ્રોસેસ પણ કહેવામાં આવે છે અને તેનું નામ આપ્રમાણે છે તેનું કારણ એ છે કે તે મૉટે બ હાગે સ્થાઈ પ્રક્રિયા છે તે આખા સમય ગાલા દરમિયાન મૉટે ભાગે સંતુલિત અવસ્થામાં રહે છે હું જેમ જેમ અહીં નાના પથ્થરને દૂર કરીશ તેમ તેમ અમારું તંત્ર સંતુલિત વસ્થામાં રહેશે આ બધી પ્રર્કિયાએક બીજાને ખુબ નજીક આવશે અને મારુ પિસ્ટન થોડુંક ઉપર જશે તો ફરીથી પથ્થર બહાર કાઢીશ તો આ પ્રક્રિયા ફરીથી ધીરે થશે માટે આપણું તંત્ર મૉટે ભાગે સંતુલિત અવસ્થામાં રહે છે આપણે પથ્થરને અથવ રેતીને નાના નાના પ્રમાણમાં દૂર કરીયે છીએ જેથી આ બિન્દુથી આ બિંદુ સુધી પહુંચી શકીયે અને હવે આપણે આપમુ પાથ પામ વખ્યાયિત કરીશકીએ હું અહીં આટલું બધું ધ્યાન શા માટે આઓઇ રહી છું જયારે આ બિન્દુથી આ બદીનું સુધી પહુચીયે ત્યારે આખા સમય ગાલા દરમિયાન આપણું તંત્ર સંતુલિત જ રહેવું જોયીયે હું તેની ખાતરી શામ તે કરું છું કારણકે આપણા મેક્રોસ્ટેટ જેમકે દબાણ તાપમાન અને કદ ત્યારે જ વખ્યાયિત થાય છે જયારે તે સંતુલિત હોય છે માટે જો હું આપરમકરીયા ધીરે ધીરે કરું જો હું આ નાના પથ્થરને ખુબજ નના જથ્થામાં બહાર કાઢું તો હું તંતરનું દબાણ તાપમાન અને કાળને તેજ રાખીશ અને જો હું આ પ્રકારે કરવાનું ચાલુ રાખું તો મને આ pv આકૃતિ પાર અવસ્થા A અને અવસ્થા B વચ્ચેનું આપ્રમાણેનુ પાથ મળશે હું આ પઠાણે દોરી શકું હવે તમે કદાચ કહેશો કે આ અર્થ સ્થાઈ જ પ્રક્રિયા શા માટે હોવી જોયીયે આપણે આ પ્રક્રિયાને શા માટે વખયયિત કરીયે છીએ આપણે આ પ્રક્રિયાને શા માટે વિચારીયે છીએ જ્યાં આપણે આ પથ્થરને કે પછી એક દૂર કરી રહ્યં છીએ અને આમ કરવાનું કારણ એ છે કે તમે આ આખા સમય ગાલા દરમિયાન સંતુલિત અવસ્થાનબે નજીક રહેવા માંગો છો જેથી તમે આખા સમય ગળા દરમિયાન દબાણ અને કાળને વખ્યાયિત કરી શકાયો વાસ્તવમાં તમને હંમેશા વખ્યાયિત થશે એવું કાઈના મળે પરંતુ તમે ખૂબ જ નાના પ્રમાણમાં આ રીતે ફેરફાર કરી શકો જેથી તમે આ દરેક ફેફર પછી સંતુલિત અવસ્થામાં જ રહો અને જો તમે આનાથી પણ સાન્તોસ ન અનુભવો તમે આનાથી નાના ફેરફા પણ કરી શકો તમે અહીં સ્થાઈ કરી રહ્યા છોઇ તમે આ આખા સમય ગાળા દરમિયાન સંતુલિત અવસ્થામાં પણ રહો છો અનેતમે આખા સમયગાલા દરમિયાન ફેરફાર પણ કરી રહ્યા છો તમે તાડેર સમયે થોડા પથ્થરને બહુ કાઢી રહ્યં છો પરંતુ તમે આ પ્રક્રિયા એટલી ધીમેથી કરો છો કે આ પિસ્ટન ઉપર નીચે થાય છે જેના કારણે તે મેક્રો સ્ટેટ એટલા બદલાતા નથી અને હું આ બધાની વાત કરી રહી છું કારણકે જયારે આપણે PV આકૃતિ ધર્મોડાયનેમિક્સ અને કારનોટ એન્જીન વગેરે વિશે વાત કરીયે ત્યારે આ ખુબજ અગત્યતાનું છે જેમાં આપમેં PV આકૃતિમાં પઠનએ દર્શાવી શકીયે એટલા શકશમ હોવા જોયીયે અને આપણે અર્થ સાથેય પ્રક્રિયા સાથે કામ કરી રહ્યા છીએ જો એવું ન ધારીએ તો આપણે આ પઠાણે ન દર્શાવી શકીયે હવે કે બીજો શબ્દ છે જે તમે ધારોમો ડાયેનેમિકમાં વારંવાર સાંભળશો અને તે શબ્દ પ્રતિવર્તી એટલકે રીવર્સીબલ છે મૌકઃ વખત આ બંને શબ્દો અર્ધ સાથેય પ્રક્રિયા ને પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા એક બીજાને બંને વપરાય છે પંરતુ ત્યાં એક તફાવત છે અર્ધ સ્થાઈ પ્રક્રિયા એ પ્રતિવર્તી છે અને પ્રતિ વર્તી પ્રક્રિયા એ અર્ધ સ્થાઈ છે પરંતુ ત્યાં કેટલાક અપવાદ પણ છે પરંતુ પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયાનો અર્થ આવો થાય કંઈક એવું જે ખુબજ ધીમેથી થાય છે અહીં આ ઉદાહરણમાં મેં થોડા પથ્થર અથવા ઠડી રેતી બહાર કાઢી અને આ વાતશા મેળવી જો આપણે વાસ્તવિકતાની વાત કરીયે તો અને જયારે આ પિસતન થોડુંક ઉપર ખસે તો આ પિસ્ટન ધાતુનો બનેલો હોય છે જ્યારેત એ આ સિલિન્ડરની દીવાલ સાથે ખાસય છે ત્યારે થોડા પ્રમાણમાં ખર્ષણ ઉત્તપન કરે છે અને આ ખરહસને કારણે તે થોડીક ઉર્જા ગુમાવા છે પરંતુ અપને પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયામાં ધારીએ છીએ કે અહીં આ ઘર્ષણ રહિત છે પનરુંત આપણે જયારે તંત્રમાં કઈ પણ કરીયે ધારોકે આ અવસ્થા A છે અને આ B છે આ A છે અને આ B છે જયારે અપને અવસ્થા A થી અવસ્થા B તરફ જઈએ ત્યારે આખા સમય ગાલા દરમિયાન આપણે સંતુલિતમાં જ છીએ જેથી આપણા બધાજ મેક્રો સ્ટેટ સારી રીતે વખ્યાયિત થાય છે અને આપણે એ પણ ધારીએ છીએ કે આપણે જયારે એક અવસ્થામાંથી બીજી અવસ્થામાં જઈએ ત્યારે આપે કોઇપ ણ પ્રકારની ઉર્જા ગુમાવતા નથી આમ આ બે ખુબજ મહત્વની અબત છે એક એ કે આપણે મૉટે ભાગે સંતુલિત અવસ્થામાં જ રહીયે છીએ અને બીજું કે આપણે કોઈ ઉર્જા ગુમાવતા નથી અને પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયા માટે આ મહત્વનું એટલા માટે છે કારણકે ઓ આપણે અવસ્થા B માં હોયીયે જો આપણે તે નાના પથ્થરોને પાછા ઉમેરીએ જો આપણે પિસ્ટનને થોડું નીચે લાવીએ તો આપણે પછી અવસ્થા A મેળવી શ્કીયે અને તેને જ પ્રતિવર્તી કહેવાય છે તમે અહીં આ બિંદુ આગલા હોય શકાયો અને જો તમે થોડા પથ્થરને બહાર કાઢો તો તમે આ બિંદુ આગળ પહુચો પંરતુ જો તમે ઈચ્છો કે ઓ તે કોઈ ઉર્જા ગુમાવતો ન હોય જો ત ફરીથી આ બિંદુ આગળ થોડા પથ્થર પાછા ઉમેરો તો તમે આ અવસ્થામ પાછા જાય શકો હવે જો આપણે વાસ્તવિક દુનિયાની વાત કરીયે તો ત્યાં સમોઉરણ પ્રતિવર્તી હોય એવું કઈ નથી જયારે તમે એક અવસ્થામાંથી બીજી અવસ્થામાં જવો ત્યારે તે થોડા પરમાનં પણ ઉર્જા ગુમાવે છે માટે વાસ્તવમાં જયારે તમે આ બિન્દુથી આ બિંદુ પાર આવો થોડી ઉર્જા ગુમાવશે જો તમે કોઈ પથ્થરને પાછા ઉમેરો તો તમે આના નજીકની બિંદુ આગળ પહુંચી શકો તદ્દન તે બિંદુ આગળ નહિ અહીં મેં જે વચ્ચેની અવસ્થા દર્શાવી હતી તેમાં એક પણ મેવરહોસ્ટેટ વાખ્યાયિત થતો ન હતો કારણકે તે સંતુલનની બહાર હતો પરંતુ જો આપણે સંતુલિત અવસ્થા જણાવી રાખવા માંગીયે તો આપણે આ પ્રક્રિયા ધીમે ધીમે કરવી જોયીયે આપણે તેનેઓ અંદાજ કાઢી શ્કીયે પરંતુ તમે અહીં ખ્યાલ આવી ગયો જશે કે આપણે સેનાએ વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ અને આપણે ખુબજ ઓછા જથ્થામાં પથ્થરને બહાર કાઢીયે તો આપણે આ બિંદુના દરેક બિંદુ આગળ મેક્રોસ્ટેટને વખયતીત કરી શકીયે અને તેથી જ આપણે તેને અર્ધ સ્થાઈ પ્રક્રિયા કહીયે છીએ કારણકે દરેક બિંદુ આગળ તે લગભગ સ્થાઈ છે તે લાહ=ગભગ સાન્તુલામાં જ હોય છે જથી તાપમાન દબાણ કદ સારી રીતે વખયયિત થાય અને જોઆપણે તેમાં એક વધારાના ધારણાનાનો યુમેરો કરીયે આ પ્રક્રિયા કોઈ પણ દિશં જાય અને જો તે ઉર્જા ન ગુમાવે તો તે પ્રતિ વર્તી પ્રક્રિયા થાય શકે કારણકે આપણે થોડા પથ્થર દૂર પણ કરી શકીયે અને આપણે ધોળા ઉમેરી પણ સહકીએ આસ છે કે તમે આ બંને કહ્યા સમજાય ગયા હશે અને તે બંને મહત્વના એટલા માટે છે કે તે તંમેન જે બે અવતષ મહત્વની છે તેની વચ્ચેની અવસ્થામાં પણ મેક્રો સ્ટેટને વખ્યાયિત કરવાની અનુમતિ આપે છે