2 nd Law of thermodynamics and Entropy Questions in Hindi

(D) एन्ट्रॉपी $(S)$ किसी निकाय की अव्यवस्था या यादृच्छिकता का माप है। एक धनात्मक एन्ट्रॉपी परिवर्तन $(\Delta S > 0)$ तब होता है जब निकाय अधिक अव्यवस्थित हो जाता है,जैसे कि द्रव से गैस अवस्था में परिवर्तन के दौरान।
अभिक्रिया $H_2O_{(l)} \longrightarrow H_2O_{(g)}$ में,द्रव जल वाष्प में परिवर्तित होता है। चूंकि गैस के अणुओं में द्रव की तुलना में अधिक यादृच्छिकता होती है,इसलिए निकाय की एन्ट्रॉपी बढ़ती है,जिससे $\Delta S$ धनात्मक हो जाता है।
अन्य विकल्पों में,अभिक्रियाओं में गैस के मोलों की संख्या में कमी आती है या वे अधिक व्यवस्थित अवस्था की ओर जाते हैं,जिसके परिणामस्वरूप एन्ट्रॉपी परिवर्तन ऋणात्मक होता है।

(D) अवस्था परिवर्तन के दौरान एन्ट्रॉपी में परिवर्तन का सूत्र $\Delta S = \frac{q_{rev}}{T} = \frac{m \times L_f}{T}$ है।
दिया गया है:
बर्फ का द्रव्यमान $(m)$ $= 27.3 \ g$
गलन की गुप्त ऊष्मा $(L_f)$ $= 330 \ J g^{-1}$
तापमान $(T)$ $= 0^{\circ} C = 273 \ K$
मान रखने पर:
$\Delta S = \frac{27.3 \ g \times 330 \ J g^{-1}}{273 \ K}$
$\Delta S = \frac{9009 \ J}{273 \ K} = 33 \ J K^{-1}$.

(A) दी गई प्रक्रिया अपने क्वथनांक $(373.15 \ K)$ और मानक दबाव $(1 \ bar)$ पर पानी के तरल से गैस में प्रावस्था परिवर्तन को दर्शाती है।
चूंकि निकाय क्वथनांक पर साम्यावस्था में है,इसलिए गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन $\Delta G = 0$ होता है।
तरल से गैस में प्रावस्था परिवर्तन के दौरान,निकाय की अव्यवस्था बढ़ती है,जिसका अर्थ है कि एन्ट्रापी परिवर्तन धनात्मक है,$\Delta S > 0$ (या $\Delta S = +ve$)।

(A) वाष्पीकरण की एन्ट्रॉपी $(\Delta S_{vap})$ का सूत्र है: $\Delta S_{vap} = \frac{\Delta H_{vap}}{T_b}$
दिया गया है: $\Delta H_{vap} = 24.64 \ kJ \ mol^{-1} = 24640 \ J \ mol^{-1}$
क्वथनांक $T_b = 35 + 273 = 308 \ K$
मान रखने पर: $\Delta S_{vap} = \frac{24640 \ J \ mol^{-1}}{308 \ K} = 80 \ J \ K^{-1} \ mol^{-1}$

(C) एन्ट्रॉपी एक अवस्था फलन है जो किसी निकाय में यादृच्छिकता या अव्यवस्था की मात्रा को मापता है।
उत्क्रमणीय प्रक्रिया के लिए,एन्ट्रॉपी में परिवर्तन $(dS)$ को उत्क्रमणीय रूप से विनिमय की गई ऊष्मा $(\delta q_{rev})$ और उस परम ताप $(T)$ के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है जिस पर यह विनिमय होता है।
अतः,गणितीय व्यंजक $dS = \frac{\delta q_{rev}}{T}$ है।

(A) जब पानी वाष्पित होता है,तो यह तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में बदल जाता है।
गैसीय अवस्था में,तरल अवस्था की तुलना में अणुओं के पास गति करने की अधिक स्वतंत्रता होती है।
इसलिए,वाष्पीकरण के दौरान सिस्टम की अव्यवस्था या एन्ट्रॉपी बढ़ जाती है।

(D) ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम,विशेष रूप से केल्विन-प्लांक कथन,यह बताता है कि ऐसी कोई भी युक्ति बनाना असंभव है जो ऊष्मागतिक चक्र पर कार्य करे और एक ही ऊष्मा भंडार (thermal reservoir) से ऊष्मा प्राप्त करके शुद्ध कार्य उत्पन्न कर सके।
दूसरे शब्दों में,परिवेश पर कोई प्रभाव छोड़े बिना एक चक्रीय प्रक्रिया में ऊष्मा को पूरी तरह से कार्य में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है।