ඓතිහාසික අර්ථ දැක්විම් එන්ට්‍රොපිය


1854 අර්ථ දැක්වීම

ඔහුගේ 1854 චරිතාපදානයේ දී ක්ලවුසියස් පළමුව අභ්‍යන්තර කාර්යය බාහිර කාර්යය යන සංකල්පය ගොඩ නඟන ලදී. තරලයක හෝ වායුවක ක්‍රියාත්මක වන ප්‍රදේශය මත ක්‍රියා කරන මෙය අපේක්ෂිත පරිදි ක්‍රියාත්මක වනුයේ පිස්ටනයක් ක්‍රියාත්මක කිරීමය. “ඔහු විසින් අභ්‍යන්තර කාර්යය හා බාහිර කාර්යය හඳුන්වා දුන්නේ පිළිවෙලින් “ වස්තුවෙහි වූ පරමාණු එකිනෙක මත බලය යොදවන දෙය” හා “වස්තුව නිරාවරණය වී ඇති බාහිර බල ජැටිවලින් මතුවන දේ” පරිදිය. ඉන්පසුව ඔහු විසින් Q බෙදිය හැකි තාප වර්ග සාකච්ඡා කළේය.

1.	සත්‍ය වශයෙන්ම වස්තුව තුළ වූ තාපය ඉහල නැංවීමට යෙදෙන තාපය

2.	අභ්‍යන්තර කාර්යය නිපදවීමට යෙදවෙන තාපය

3.	බාහිර කාර්යය නිපදවීමට යෙදවෙන තාපය

මෙම තර්කය මත ගොඩ නැගෙමින් හා ප්‍රථම මූලික ප්‍රමේයය ගණිතමය ඉදිරිපත් කිරීම අනුගමනය කරමින් ක්ලවුසියස් විසින් එන්ට්‍රොපියේ ප්‍රථම ගණිතමය සූත්‍රකරණය ඉදිරිපත් කරන ලදී. කෙසේ නමුත් ඒ දිනවල ඔහුගේ සිද්ධාන්තවල දියුණු වීම් එය හඳුන්වන ලද්දේ “තුල්‍යතා අගය ලෙසය. එමනිසා එය වඩාත් සම්බන්ධ ලෙස යනුයේ එක කාලය තුළ වර්ධනය වෙමින් පැවති තාපයේ යාන්ත්‍රික තුල්‍යතාවයටය. ඔහු කියා සිටියේ,

තාපයේ යාන්ත්‍රික සිද්ධාන්තයේ දෙවන මූලික ප්‍රමේයය මෙලෙස පැහැදිලිව ප්‍රකාශ කළ හැක. පරිවර්තන දෙකක්, වෙනත් ස්ථිර වෙනස් වීම් අවශ්‍ය නැතිව අන්‍යෝන්‍ය වශයෙන් එකිනෙක ප්‍රතිස්ථාපනය විය හැකි නම් ඒවා තුල්‍ය යයි කියනු ලැබේ. එවිට උෂ්ණත්වයේ දී කාර්යයෙන් Q  තාප ප්‍රමානයක් උත්පාදනය වීම සඳහා පහත තුල්‍ය අගය පවතී,

 

Q තාප ප්‍රමාණය T1 උෂ්ණත්වයේ සිට T2 උෂ්ණත්වය සංක්‍රමණය වීම සඳහා පහත තුල්‍ය අගය පවතී.

	 

මෙහි T යනු පරිවර්තනය සිදුවන ක්‍රියාවලියේ ස්වභාවයෙන් ස්වාධීන උෂ්ණත්වයේ ශ්‍රිතයකි.

මෙය එන්ට්‍රොපිය ප්‍රථම ගණිතමය සුත්‍රකරණය විය. කෙසේ නමුත් මෙම අවස්ථාවේදීත් අපි දැනට එය දන්නා පරිදි එන්ට්‍රොපිය ලෙස ක්ලවුසියස් විසින් නම් කොට නොතිබිනි. එම නම පැමිණෙන්නට ඇත්තේ ඉදිරි වසර කිහිපය තුළය. නූතන ව්‍යවහාරයේ දී අප මෙම තුල්‍යතා අරය එන්ට්‍රොපිය ලෙස ඒකක අතර S මඟින් සංකේතවත් කරනු ලැබේ. එම නිසා , අපට Q තාප ප්‍රමාණයක් T1 උෂ්ණත්වයේ සිට T2  උෂ්ණත්වයට තරලයක ක්‍රියාත්මක සමූහය හරහා (තාප එන්ජිම බලන්න) සංක්‍රමණය වීම සඳහා එන්ට්‍රොපිය ΔS ඉහත විස්තර කිරීම යෙදා ගෙන ගණනය කළ හැක. එය පහත දක්වා ඇත. 

 

සාදි කාර්නෝට්ගේ තාප එන්ජිමෙහි රූප සටහන 1824 අපි යන පැවතීම කළ හොත්

එවිට පරිවර්තනය සඳහා එන්ට්‍රොපි වෙනස හෝ “තුල්‍යතා අගය” 

ආරම්භක
අවසාන
	 

එය     ට සමාන වේ.

Q ඉවතට ගැනීමෙන්, ක්ලවුසියස් විසින් ව්‍යුත්පන්න කළ පරිදි පහත ආකාරය ලැබේ.

1856 අර්ථ දැක්වීම

1856 දී ක්ලවුසියස් ඔහු විසින් තාපයේ යාන්ත්‍රික සිද්ධාන්තවල දෙවන නියමය යැයි ඔහු විසින් හඳුන්වන ලද දෙක පහත ආකාරයෙන් ඉදිරිපත් කරන ලදී.

	 

මෙහි N යනු චක්‍රීය ක්‍රියාවලියක ඇතුළත් සියලු හානපූරිත නොවු පරිවර්තනවල තුල්‍යතා අගයයි. මෙම තුල්‍යතා අගය එන්ට්‍රොපියේ පුරෝගාමී ස‍ූත්‍රකරණයකි.

1862 අර්ථ දැක්වීම

1862 දී ක්ලවුසියස් ඔහු විසින් “පරිවර්තනවල තුල්‍ය අගයන් සම්බන්ධ ප්‍රමේයය” ලෙස හැඳින්වූ හෝ දැනට තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය ලෙස හඳුන්වන දෙය පහත පරිදි ප්‍රකාශ කිරීය.

චක්‍රීය ක්‍රියාවලියක් සිදුවන සියලු පරිවර්තනවල වීජීය එකතුව ධන පමණක් වේ. ඉතා කලාතුරකින් කිසිවක් නොවිය හැකිය.

ප්‍රමාණාත්මක ලෙස ක්ලවුසියස් විසින් මෙම ප්‍රමේයය සඳහා ගණිතමය සිද්ධාන්තය පහත පරිදි ප්‍රකාශයට පත් කරන ලදී. යම් වස්තුවකින් එහි සිදුවන වෙනස්වීම් වලදී ඕනෑම සංචිතයකට දෙන ලද තාප ප්‍රමාණය Q ලෙස ගනිමු. මෙහිදී සංචිතයකින් අවශෝෂණය කරගන්නා ලද තාපය සෘණ සෙ සැලකේ. තවද තාපය දෙන අවස්ථාවේ දී වස්තුවේ නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය T ලෙස ගනිමු. එවිට 

	 

යන සමීකරණය සියලු ප්‍රතිවර්ථ චක්‍රීය ක්‍රියාවලිවලට සත්‍ය විය යුතුය. තවද 

	 

යන සම්බන්ධය සියලු චක්‍රීය ක්‍රියාවලි මඟින් තෘප්ත විය යුතුය. මෙය දෙවන නියමයේ මුල් කාලීන ඇතිවීමක් වන අතර එන්ට්‍රොපිය පිළිබඳ සංකල්පයේ මුල් ආකාරවලින් එකකි.

1865 අර්ථ දැක්වීම

1865 දී ක්ලවුසියස් විසින් අප්‍රතිවර්ත තාප හානිය හෝ පෙර “තුල්‍යතා අගය” ලෙස හැඳින්වූ දෙයට නමක් දෙන ලදී. 

මම පරිවර්තනය (trope)  යන ග්‍රීක වදන් යොදා ගනිමින් S යන රාශිය පද්ධතියේ එන්ට්‍රොපිය ලෙස නම් කරමි. මවිසින් ඉතාමත් ඕනෑකමින් එන්ට්‍රොපිය යන වදන තෝරා ගන්නේ ශක්තිය යන වචනයට හැකිතාක සමීප වන අයුරිනි. භෞතිකව ඉතා ළඟින් සම්බන්ධ වන මෙම දෙකෙහි නම් ලෙස මෙම වචන යොදා ගැනීමෙන් ඒවායේ නම්වල ඇතිවන සමාන බව සුදුසු සේ පෙනේ.

ක්ලවුසියස් විසින් එන්ට්‍රොපිය නිරූපණය කිරීමට S සංකේතය යොදා ගත්තේ ඇයිදැයි පැහැදිලි නොවන නමුත් ක්ලවුසියස් විසින් එය තෝරා S කාර්නොට් ට ගරු කිරීමක් වශයෙන් බවට තර්ක කළ හැක. ක්ලවුසියස් කාර්නොට් ගේ 1824 ලිපිය සඳහා වසම් 15කට වඩා වැඩි කාර්යයන් හා පර්යේෂණ කැප කරන ලදී. ඔහුගේ 1850 මුල් ලිපියේ පළමු පිටුවෙන් "On the Motive Power of Heat, and on the Laws which can be Deduced from it for the Theory of Heat"

ක්ලවුසියස් විසින් කාර්නොට්, තාපය පිළබඳ සිද්ධාන්තවල වඩාත් වැදගත් පර්යේෂකයා ලෙස හඳුන්වා දෙයි.

පසු කාලීන දියුණු වීම්

1876 දී ‍භෞතිකඥ විලර්ඩ් ගිබ්ස්, ක්ලවුසියස් හා හර්මොන් වොන් හෙල්ම් හෝල්ට්ස් වැනි අයගේ කාර්යයන් මත ගොඩ නැගෙමින් තාප ගතික පද්ධතියක ඉතිරි ශක්තිය ΔG පද්ධතියේ මුළු ශක්ති වෙනස් ΔH ගෙන ආකෘති හානිය TΔS අඩු කිරීමෙන් ගණිතමය ගණනය කළ හැකිය දර්ශනය පිහිටුවීය. මෙම සංකල්පය පසුව ජේම්ස් ක්ලාර්ක් මැක්ස්වෙල් (1871)  හා මැක්ස් ප්ලාන්ක් විසින් තවදුරටත් දියුණු කරන ලදී.

එන්ට්‍රොපිය තාප ගතිකව උෂ්ණත්වයට ප්‍රතිබද්ධ යැයි පැවසෙනු ලැබේ.

එ‍න්ට්‍රොපිය හා කාර්යය කිරීමට සහභාගී නොවන පද්ධතියේ අභ්‍යන්තර ශක්තිය අතර වැදගත් සම්බන්ධතාවක් තිබේ. පද්ධතිය විසින් ΔE ශක්තිය මුදා හරින හා එහි එන්ට්‍රොපිය ΔS කින් පහත වැටෙන ඕනෑම ක්‍රියාවලියක දී අඩුම තරමින් TR ΔS තාප ප්‍රමාණයක් වත් භාවිතා නොකළ තාපය ලෙස අවට පරිසරයට මුදා හැරේ. (TR යනු පද්ධතියේ බාහිර වටපි‍ටාවේ උෂ්ණත්වයයි. මෙය පද්ධතියේ පවතින උෂ්ණත්වයට සමාන නොවිය හැක.

තාප ගති විද්‍යාව ප්‍රතිබද්ධ විචල්‍ය	   
. පීඩනය
	
. පරිමාව
	   
. (ආතතිය)	(විතතිය)
	   
. උෂ්ණත්වය	 

. එන්ට්‍රොපිය	 
  
. රසායනික විභවය
	
. අංශු සංඛ්‍යාව.