তাপীয় বা তাপগতীয় সিস্টেম (Thermodynamic System)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

কোন জড় জগত সম্পর্কে গবেষণা তথা পরীক্ষা-নিরীক্ষা করার বড় সমস্যা হলো সমগ্র জড় জগত বিবেচনা করা সম্ভব নয়। তাই জড় জগতের সমগ্র অংশের পরিবর্তে অল্প কিছু নির্দিষ্ট অংশ বিবেচনা করা হয়। এ জড় জগতের এ ক্ষুদ্র নির্দিষ্ট অংশকে সিস্টেম বলা হয়।

পরীক্ষা-নিরীক্ষার সময় জড় জগতের যে নির্দিষ্ট অংশ বিবেচনা করা হয় তাকে সিস্টেম বলে।

সিস্টেমের বাইরের সকল কিছুকেই পরিবেশ বা পরিপার্শ্ব বলে। গ্যাসের গতিতত্ত্বের কোন পরীক্ষার সময় কোন পাত্র ভর্তি গ্যাস হলো সিস্টেম এবং এর বাইরের আশপাশের সকল বাতাসই হলো পরিবেশ বা পরিপার্শ্ব। যে সিস্টেম পরিবেশ বা পরিপার্শ্বের সাথে শক্তি এবং সিস্টেম উপাদান উভয়ই বিনিময় করতে পারে তাকে উন্মুক্ত সিস্টেম বলে। যে সিস্টেম পরিবেশ বা পরিপার্শ্বের সাথে শুধুমাত্র শক্তি বিনিময় করতে পারে তাকে বদ্ধ সিস্টেম বলে। যে সিস্টেম পরিবেশ বা পরিপার্শ্বের সাথে শক্তি বা সিস্টেম উপাদান কিছুই বিনিময় করতে পারে না অর্থাৎ পরিবেশ বা পরিপার্শ্ব দ্বারা একেবারেই প্রভাবিত হয় না তাকে বিচ্ছিন্ন সিস্টেম বলে।

আবার তাপগতিবিদ্যার কোন পরীক্ষা-নিরীক্ষার জন্য কোন তল বা বেষ্টনী দ্বারা সীমাবদ্ধ নির্দিষ্ট পরিমাণ গ্যাসকে তাপগতীয় সিস্টেম বা তাপীয় সিস্টেম বলে।

তাপীয় সিস্টেম তার তল বা বেষ্টনী দ্বারা পরিবেশ বা পরিপার্শ্বের সাথে তাপশক্তি কখনও বিনিময় করে, আবার কখনও করে না। উদাহরণস্বরূপ কোন পিস্টনযুক্ত সিলিন্ডার ভর্তি গ্যাস হলো তাপীয় সিস্টেম এবং এর আশপাশের সকল বাতাস হলো পরিবেশ বা পরিপার্শ্ব।

তাপীয় সিস্টেমের অবস্থা বর্ণনা করার জন্য তাপগতীয় স্থানাংক ব্যবহার করা হয়। যে সকল চলক দ্বারা কোন তাপীয় সিস্টেমের অবস্থা বর্ণনা করা হয় তাদের ঐ তাপীয় সিস্টেমের তাপগতীয় স্থানাংক বলে। তাপীয় সিস্টেমের সাম্যাবস্থায় তার চাপ (P) আয়তন (V) এবং তাপমাত্রা (T) দ্বারা ঐ সিস্টেমের তাপীয় অবস্থা বর্ণনা করা হয়। সুতরাং কোন তাপীয় সিস্টেমের সাম্যাবস্থার চাপ, আয়তন এবং তাপমাত্রাকে ঐ তাপীয় সিস্টেমের তাপগতীয় চলক বা তাপগতীয় স্থানাংক বলে।

কোন তাপীয় সিস্টেমের শেষ স্থায়ী অবস্থা যার সকল বিন্দুতে তাপগতীয় চলক একই থাকে তাকে তাপীয় সাম্যাবস্থা বলে।

তাপীয় সিস্টেমের নিম্নরূপ সংজ্ঞাও দেয়া যায় :

তাপগতীয় স্থানাংক দ্বারা বর্ণনা করা যায় এমন কোন সিস্টেমকে তাপগতীয় সিস্টেম বা তাপীয় সিস্টেম বলে। আবার কোন তাপীয় সিস্টেমের তাপগতীয় চলকসমূহ বিভিন্ন তাপগতীয় কারণে পরিবর্তিত হয়। এ কারণসমূহ হলো তাপগতীয় প্রক্রিয়া। সুতরাং যে প্রক্রিয়ায় তাপীয় সিস্টেমের তাপগতীয় চলকসমূহ পরিবর্তিত হয় তাকে তাপগতীয় প্রক্রিয়া বলে।