થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો એ એવા કાયદા છે જે ગરમી અને યાંત્રિક કાર્ય વચ્ચેના સંબંધને નિયંત્રિત કરે છે, અને તે આપણા રોજિંદા જીવન માટે ખૂબ જ સુસંગત છે. થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ, વધતી એન્ટ્રોપીનો નિયમ, સમજાવે છે કે કુદરતી ઘટનાઓ વધતી વિકૃતિની દિશામાં થાય છે. તે ઊર્જા બચાવવા અને પર્યાવરણની સુરક્ષાના મહત્વ પર ભાર મૂકે છે અને આપણા જીવનમાં નાની ક્રિયાઓ મોટો ફરક લાવી શકે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો: એક મોટું શીર્ષક, પરંતુ મુશ્કેલ નથી!

થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો એવા કાયદા છે જે ગરમી અને યાંત્રિક કાર્ય વચ્ચેના મૂળભૂત સંબંધના આધારે થર્મલ ઘટના અને ઊર્જાના પ્રવાહને નિયંત્રિત કરે છે. ત્યાં ચાર નિયમો છે (થર્મોડાયનેમિક્સના 0મો, 1મો, 2જા અને 3જા નિયમો). "થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો" નામ એવા લોકો માટે તકનીકી શબ્દ જેવું લાગે છે જેઓ થર્મોડાયનેમિક્સનો અભ્યાસ કરતા નથી, અને તે તેમના જીવન માટે ખૂબ સુસંગત ન હોઈ શકે. જો કે, થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો દરેક વ્યક્તિના રોજિંદા જીવનમાં ખૂબ જ સુસંગત છે, અને તે ખૂબ તકનીકી નથી. તેનાથી વિપરીત, તે જાણવું આનંદદાયક અને જરૂરી છે.
જો તમે થર્મોડાયનેમિક્સ પુસ્તકમાં થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો જુઓ છો, તો તે સમજવું મુશ્કેલ છે કારણ કે તે સૂત્રોમાં વ્યક્ત કરવામાં આવે છે જે કોરિયનમાં શોધી શકાતા નથી. જ્યારે થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમોને શબ્દોમાં સમજાવવામાં આવે છે, ત્યારે તમે વિચારશો, “ઓહ, તે એટલું મુશ્કેલ નહોતું! જેઓ થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમોથી ડરી ગયા છે, ચાલો આપણે તેમની સાથે પોતાને પરિચિત કરીએ, ખાસ કરીને થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમથી, જે આપણા રોજિંદા જીવન સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે!

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ: વિશ્વમાં પરિવર્તન વધતા વિકારની દિશામાં થાય છે!

થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમને એન્ટ્રોપી વધારવાના નિયમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. તે જણાવે છે કે "કુદરતી ઘટનાઓમાં ફેરફાર એન્ટ્રોપીની કુલ માત્રામાં વધારો કરવાની દિશામાં થાય છે, અને એન્ટ્રોપીની કુલ રકમ ઘટાડવાની દિશામાં નહીં." બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, તે કુદરતી ઘટનાની દિશા નક્કી કરે છે. જ્યારે આપણે ΔS નો સંદર્ભ એન્ટ્રોપી ફેરફારની માત્રા તરીકે કરીએ છીએ, ત્યારે આપણે કહી શકીએ કે 'ΔS શૂન્ય કરતા મોટો અથવા તેની બરાબર છે'.
પરંતુ આ સંદર્ભમાં 'એન્ટ્રોપી' શું છે? એન્ટ્રોપી ફક્ત 'ડિસઓર્ડર' છે. એન્ટ્રોપીની કોઈ કડક વ્યાખ્યા નથી, પરંતુ તેને રોજિંદા ઉપયોગમાં ડિસઓર્ડર સમાન સમજી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બરફની નક્કર સ્થિતિને ધ્યાનમાં લો: બરફમાં પાણીના અણુઓ સ્થિર છે અને એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જઈ શકતા નથી. તેથી, બરફનો આકાર પણ નિશ્ચિત છે, એટલે કે, તેમાં વિકૃતિની માત્રા ઓછી છે અને તે વ્યવસ્થિત છે. જ્યારે બરફ પીગળે છે અને પ્રવાહી પાણી બની જાય છે, ત્યારે પાણીના પરમાણુઓ પ્રવાહી રીતે ફરતા હોય છે, જેનો અર્થ છે કે આ વિકૃતિ બરફ કરતાં વધારે છે. જ્યારે પાણી ઉકળે છે અને પાણીની વરાળ બની જાય છે ત્યારે તે જ સાચું છે. વાયુઓમાં વધુ મોલેક્યુલર ગતિ હોય છે અને તે પ્રવાહી કરતાં વધુ સક્રિય હોય છે, જે બુકશેલ્ફ પરના પુસ્તકો ડેસ્ક પર ગડબડ થવા જેવી ઘટના સમાન છે.
તેથી, સામાન્ય માણસની દ્રષ્ટિએ, થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ જણાવે છે કે પ્રકૃતિમાં મોટાભાગના રાસાયણિક ફેરફારો વધતા જતા વિકારની દિશામાં થાય છે, બીજી રીતે નહીં.

જ્યારે આપણે તેનો ઉપયોગ કરીએ છીએ ત્યારે ઓરડો કેવી રીતે અવ્યવસ્થિત થઈ જાય છે તેના અનુરૂપ એન્ટ્રોપીમાં વધારો થાય છે!

ચાલો આપણા જીવનમાંથી એક સામ્યતા લઈએ. ચાલો કહીએ કે તમે દક્ષિણ કોરિયાના સિયોલમાં પડોશ A માં રહેતા 20 વર્ષીય યુવાન ચુલસુને એક રૂમમાં બેસાડી દો અને રૂમને સીલ કરી દો જેથી બહારથી કોઈ ઊર્જા કે પદાર્થ રૂમમાં પ્રવેશી ન શકે. (એક ઓરડો જે બહારની દુનિયાથી અલગ હોય છે તેને “અલગ સિસ્ટમ” કહેવામાં આવે છે.) ચાલો એકાદ દિવસ માટે આ અલગ સ્થિતિમાં ચુલસૂનું અવલોકન કરીએ. તમે શું જુઓ છો? ઓરડામાં અરાજકતા છે. બુકશેલ્ફ પરના પુસ્તકો, જે રૂમમાં પ્રવેશતા પહેલા સરસ રીતે ગોઠવાયેલા હતા, તે આખી જગ્યાએ છે, અને તેના મળમૂત્રમાંથી અપ્રિય ગંધ આવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, અવ્યવસ્થાનું સ્તર વધ્યું છે.
જો કે, કોઈ દલીલ કરી શકે છે. જો ચેઓલ-સુ વધુ વ્યવસ્થિત હોય, તો એન્ટ્રોપી ઘટે છે. પણ તેમ છતાં અવ્યવસ્થા વધે છે. તેની મહેનતના પરસેવા અને ગરમીને કારણે આ વિકૃતિ વધે છે, અને જો તે માત્ર સ્થિર રહેતો હોય અને ગડબડ ન કરતો હોય તો પણ કુદરતી રીતે મળ અને ગરમી છૂટી જાય છે. એન્ટ્રોપી ઘટાડવા માટે "ખર્ચ" છે, અને જો ખર્ચને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે, તો એકંદર એન્ટ્રોપી આખરે વધશે. તે ઘટતી એન્ટ્રોપીની દિશામાં ક્યારેય બદલાતું નથી. વધેલા વિકારને ઉલટાવવો પણ અશક્ય છે. આ અપરિવર્તનક્ષમતાને "ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયા" કહેવામાં આવે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ કુદરતી ઘટનાની દિશા નક્કી કરે છે!

પ્રકૃતિમાં ઘણી પ્રક્રિયાઓ છે જે વાસ્તવમાં થતી નથી. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે ઠંડા પદાર્થને ગરમ પદાર્થના સંપર્કમાં મૂકો છો, તો ગરમી હંમેશા ગરમથી ઠંડા તરફ જશે. વિપરીત ક્યારેય થશે નહીં. તે એક "ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયા છે. જો તમે પાણીમાં શાહી છોડો છો, તો તે સમગ્ર પાણીમાં સમાનરૂપે ફેલાશે. આ ડિસઓર્ડરમાં વધારો પણ છે અને થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમને અનુસરે છે. શાહી સ્વયંભૂ એક જગ્યાએ પાછી ભેગી થવાની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે. મોટા પાયા પર, જો આપણે બ્રહ્માંડને એક અલગ સિસ્ટમ તરીકે ધ્યાનમાં લઈએ, તો સમગ્ર બ્રહ્માંડની વિકૃતિ સતત વધી રહી છે.
ચાલો વધુ પ્રસંગોચિત ઉદાહરણ લઈએ. કોલસો અને તેલ, જે આપણા માટે ઉપયોગી છે, તે ઘન અને પ્રવાહી છે, જે વાયુઓ કરતાં વધુ સ્થિર છે, એટલે કે તેમની એન્ટ્રોપી ઓછી છે. હવે, જ્યારે તમે તેને કારમાં મૂકીને તેને બાળી નાખો છો, ત્યારે તે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી અને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ જેવા વાયુઓમાં ફેરવાય છે. વાયુઓમાં ઉચ્ચ એન્ટ્રોપી હોય છે, તેથી રાસાયણિક પરિવર્તન એન્ટ્રોપી વધારવાની દિશામાં થયું છે. પરંતુ વિપરીત પ્રક્રિયા વિશે શું? સળગતા તેલમાંથી વાયુઓ કુદરતી રીતે એકત્ર કરીને તેલમાં પાછું ફેરવવું અશક્ય છે, જે એક "ઉલટાવી ન શકાય તેવી પ્રક્રિયા" છે. તેથી, પૃથ્વીની એન્ટ્રોપી સતત વધી રહી છે.

એન્ટ્રોપી વધારવી એ સારી વાત નથી!

આપણો ઔદ્યોગિક, પેટ્રોલિયમ-ઊર્જા સમાજ ગ્રહના મર્યાદિત પેટ્રોલિયમ સંસાધનોને ઝડપથી ક્ષીણ કરી રહ્યો છે અને વધુને વધુ ઊર્જા-ભૂખવાળો સમાજ બની રહ્યો છે, જેનો અર્થ છે કે એન્ટ્રોપી વૃદ્ધિનો દર ઝડપી થઈ રહ્યો છે. જો એન્ટ્રોપી વર્તમાન દરે વધતી રહેશે, તો અશ્મિભૂત સંસાધનો ટૂંક સમયમાં ખતમ થઈ જશે અને ગ્લોબલ વોર્મિંગ અને વાયુ પ્રદૂષણ જેવી પર્યાવરણીય સમસ્યાઓ વધુ તીવ્ર બનશે. વધેલી એન્ટ્રોપી ઘટાડવી અશક્ય હોવાથી, આપણે સંસાધન સમસ્યાઓ, પર્યાવરણીય સમસ્યાઓ પ્રત્યે સતર્ક રહેવાની અને સંસાધનોના ઉપયોગમાં સાવચેત રહેવાની જરૂર છે. આપણે એન્ટ્રોપીને વધતા રોકી શકતા નથી, પરંતુ આપણે વ્યક્તિગત રીતે ઉર્જા બચાવીને તેને ધીમું કરી શકીએ છીએ. મૂળભૂત ઉર્જા સંરક્ષણ પ્રથાઓ, જેમ કે ઓછા એર કન્ડીશનીંગનો ઉપયોગ કરવો અને જાહેર પરિવહનનો ઉપયોગ કરવો, સામૂહિક રીતે મોટી અસર કરી શકે છે. શા માટે આપણે બધા આપણા રોજિંદા જીવનમાં થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમને યાદ કરવાનો પ્રયાસ કરતા નથી?

થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો આપણને શું શીખવી શકે છે

થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમોને સમજવાથી માત્ર આપણા રોજિંદા જીવનમાં જ નહીં, પણ પૃથ્વી અને બ્રહ્માંડ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તે સમજવામાં પણ મદદ કરે છે. તે આપણે જે ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીએ છીએ તેની સાથે વધુ કાર્યક્ષમ બનવામાં અને બિનજરૂરી ઉર્જાનો બગાડ ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે. થર્મોડાયનેમિક્સના કાયદાઓ પણ મહત્વપૂર્ણ ખ્યાલો છે જે તકનીકી પ્રગતિ અને નવીનતાને આધાર આપે છે અને ભવિષ્યના ઉર્જા પડકારોને ઉકેલવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવશે.
આપણે આપણા રોજિંદા જીવનમાં થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો વિશે વધુ સભાન રહેવાની જરૂર છે. અમારા તમામ સંસાધનોનો ઉપયોગ કેવી રીતે કરવામાં આવે છે - અમારા ઘરોમાં વીજળી અને ગેસ, અમે જે ખોરાક અને પાણીનો વપરાશ કરીએ છીએ તે વિશે વિચારો - અને પ્રક્રિયામાં ઊર્જા કેવી રીતે રૂપાંતરિત થઈ રહી છે. આ નાની ક્રિયાઓ એક મોટો તફાવત લાવવા માટે ઉમેરી શકે છે.
થર્મોડાયનેમિક્સના નિયમો માત્ર વૈજ્ઞાનિક જ્ઞાન નથી, તે મહત્વપૂર્ણ કાયદાઓ છે જે આપણા જીવન સાથે ગાઢ રીતે જોડાયેલા છે. તેમને સમજવું અને તેનો અભ્યાસ કરવો એ સારા ભવિષ્ય માટેનું પ્રથમ પગલું છે.