ఉష్ణగతి శాస్త్రము
సంగ్రహ ఆంధ్ర
పదార్ధములు ఉన్నప్పుడే, ఉష్ణశక్తిని ఎక్కువఉష్ణోగ్రతలో నున్న వస్తువునుండి తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలోనున్న వస్తువునకు మార్చుచు, ఆ సందర్భములో కొంత యాంత్రికపు పనినిచేయుటకు వీలగును. మొదటి పదార్థము Q1 అనెడు ఉష్ణశక్తిని కోల్పోయినచో, అందులో ఒక భాగమును Q2 ను, రెండవ పదార్థమునకు ఇచ్చుచు, ఆరెండింటి భేదమును, 9ను, తత్సమానమైన యాంత్రికపు పనిగా అనుభవించవచ్చును. ఆ సందర్భములో ఆదర్శప్రాయమైన ఉష్ణయంత్రము యొక్క నిపుణత T1-T2/T1అని కార్నట్ చూపెట్టినాడు. ఈచర్చల మూలముగా అదివరకే అస్పష్టముగా ఉన్న కొన్ని భావములు ఒక స్థిరరూపము దాల్చినవి. ప్లాంకు, కెల్విను అను శాస్త్రజ్ఞులు ఇట్లు ఒక నిర్వచనము చేసినారు. ఒక వస్తువునుండి కొంత ఉష్ణశక్తిని తీసికొని, పరి సరములలో మార్పులు లేకుండ, ఆశక్తినంతయు యాంత్రిక శక్తిలోనికి మార్చుట అసాధ్యము. ఈ భావము నే క్లాసియను ఇంకొక విధముగా నిర్వచించినాడు. తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలో ఉన్న వస్తువునుండిఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలోగల వస్తువునకు, ఉష్ణశక్తి స్వయముగా వెళ్ళలేదు. ఏయంత్రము గాని దానిమీద యాంత్రికశక్తిని ఉపయోగింపనిచో తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలోనున్న వస్తువునుండి ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతగల వస్తువునకు ఉష్ణశక్తిని పంపలేదు.
పై నిర్వచనములు ఒకే భావమునకు రూపాంతరములనియు, ఒక దానికొకటి సంబంధించినవే అనియు గ్రహించ వచ్చును. అవి ద్వితీయ ఉష్ణగతిసూత్రమునకు రూపములు.
ఎంట్రోపీ : ఉష్ణగతిశాస్త్రములో వచ్చెడు రాసులలో ఇదివరకు తెలిసినవి ఉష్ణశక్తి, అంతశ్శక్తి, పీడనము, ఘనపరిమాణము, ఉష్ణోగ్రత అనునవి. చివరి నాలుగు రాసులలో ఏరెండైనను ఒక పదార్థమునకు నిశ్చితముగా ఉన్నప్పుడు, మిగిలిన రెండు, వాటి విలువ మీద ఆధారపడి, నిర్ణయింపబడుమ.
పై రాసులు కాక, ఎంట్రోపీ అను రాశి ఈశాస్త్రములో ఎక్కువ ఉపయోగకరమైనది. కార్నట్ శాస్త్రజ్ఞుడు ఉష్ణ యంత్రముల నిపుణతను గురించి చేసిన చర్చల సందర్భములో ఆదర్శమైన యంత్రములో Q1T1 =Q1T2 అని తెలిసినది: మొదటి పదార్థము T1 ఉష్ణోగ్రత వద్ద Q1 వేడిని పోగొట్టుకొన్నప్పుడు,Q1/T1 అను రాశిని ఆ పదార్ధము యొక్క ఎంట్రొపీ తగ్గుదల, అంటే, అట్లే రెండవ పదార్థములొ Q2/T2. ను ఎంట్రోపీ హెచ్చుదల, అంటే, ఈ ఆదర్శ మైన మంత్రములో పాల్గొనుచున్న ఆపదార్థముల మొత్తముమీద ఎంట్రోపి ఏమీ మారలేదని చెప్పవచ్చును. కాని ఉష్ణ వాహకత్వము, ఉష్ణప్రసారము మొదలగు సహజమైన ఉష్ణపు మార్పులతో ఇట్లే లెక్కలుకట్టి చూచినచో, మార్పులలో పాల్గొనుచున్న అన్ని పదార్థముల మొత్తముమీద ఎంట్రోపి ఎక్కువ అగుచున్నదని తేలును. ఈ విషయ పరిశీలనముల ద్వారా ప్రకృతిలో జరుగు మార్పులతో ఎంట్రోపి మొత్తముమీద ఎక్కువ అగుచు ఉండుటయో, అథవా స్థిరముగా ఉండుటయో జరుగునని నిర్వచించవచ్చును. ఇదే ద్వితీయ ఉష్ణగతి సూత్రమునకు ఇంకొక నిర్వచనము.
మొదటి సూత్రము ప్రకారము ప్రపంచములోని శక్తి స్థిరముగా ఉన్నదని, రెండవ సూత్రము ప్రకారము ప్రపంచములోని ఎంట్రోపీ (entropy) ఎక్కువై పోవుచున్నదని తెలియుచున్నది. ఎంట్రోపీ ఎక్కువ యగుట అనగా యాంత్రికముగా ఉపయోగపడగల శక్తి తగ్గిపోవుట అని శాస్త్రజ్ఞులు చూపెట్టినారు. కనుక శక్తిమొత్తము వివిధ రూపములలో స్థిరముగా ఉన్నను, ఉపయోగపడగలుగు శక్తి సదాతగ్గిపోవుచున్నదన్నమాట. అందుకే ఒక శాస్త్రజ్ఞుడు 'విశ్వము' ఒక 'కీ' ఇచ్చిన గడియారము వంటిది. కీ విడిపోవుచున్నది, మరల కీ ఇచ్చుట మనకురాదు' అన్నాడు. పై చర్చలో ఎంట్రోపీలో మార్పు= ఇచ్చిన ఉష్ణశక్తి/ఉష్ణోగ్రత అని చూచినాము. మొదటి సూత్రము ప్రకారము ఇచ్చిన ఉష్ణశక్తి = అంత శ్ళక్తిలో మార్పు + పీడనము X ఘన పరిమాణములో మార్పు). కనుక, ఉష్ణోగ్రత × ఎంట్రోపీలో మార్పు =అంతశ్శక్తిలో మార్పు + (పీడనము × ఘనపరిమాణములో మార్పు.)
ఈ సమీకరణమునే ద్వితీయ ఉష్ణగతి సూత్రమునకు గణితరూపముగా భావించవచ్చును. ఈ రెండు సూత్రములు పై గణితరూపములో పదార్థములలో జరగు అనేకమైనమార్పులను అన్వేషించుటలో ఉపయోగించును.
