பக்கம்:அறிவியல் களஞ்சியம் 7.pdf/108

இப்பக்கம் மெய்ப்பு பார்க்கப்படவில்லை

88 கட்டிலா ஆற்றல்‌

88 கட்டிலா ஆற்றல் தொடங்கியது. இதே சமயத்தில் 3876ஆம் ஆண்டு வில்வார்டு கிப்ஸ் என்பாரும் 1882இல் ஃவான் ஹெல்ம்கோல்ட்ஸ் என்பாரும், வேதி வினைகள் நிகழும்போது வினைபடு பொருள்களிடையிலுள்ள நாட்டத்தைக் கட்டிலா ஆற்றல் (free energy) என்னும் புதிய கொள்கையின் அடிப்படையில் விவரித்தனர். இவர்களின் கருத்துப்படி ஓர் அமைப்பில் (system) கட்டிலா ஆற்றல் எத்திசையில் குறைகிறதோ அத்திசையிலேயே ஒரு வினை இயல்பாக நிகழும். கிப்ஸின் கட்டிலா ஆற்றல் ஆற்றல் மாற்றம் AG எனக் குறிக்கப்படுகிறது. கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றக் குறைவு -ப்G எனக் குறிக்கப்படுகிறது. எதிர்க்குறியீடு (nagative sign) வேதிவினை இயல்பாக நிகழ முற்படு கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, A+B=C+D என்னும் வினையில் G எதிர்க் குறியீட்டு எண்ணாக இருப்பின் வினை இயல்பாக நிகழும் வினை எனவும், A + B - C + D எனும் வினையில் AG நேர் குறியீட்டு எண்ணாக (positive) இருப்பின் வினை இயல்பற்றவினை (non spontaneous) எனவும், A + B C + D என்னும் வினையில் AG = ஆக இருப்பின் வினை சமநிலையிலுள்ள வினை எனவும் பொருள் ஆகும். AG எதிர்க் குறியீட்டு எண்ணாக இருப்பது விளை நிகழக்கூடியது என்பதைக் குறிக்குமேயல்லாது வினை நிகழ்ந்தே தீரும் என்பதைக் குறிக்காது. எடுத்துக் காட்டாக, 25°C இல், H2 + & O →H,O , என்னும் வினையில் AG = - 56, 700 கலோரி. இம்மதிப்பிலிருந்து, மேற்கூறிய வினை நிகழும் என அறியலாம். ஆனால்- செயல் முறையில் பார்க்கும் போது இவ்விரு வளிமங்களும், ஒன்றோடொன்று ணையாமல் நீண்ட நாள்கள் ஒன்றாக இருக்கும். ஆகவே வெப்ப இயக்கவியலில் வினை இயல்பாக நிகழக்கூடியது என்று கூறும் கருத்தைத் தவறுதலாக வினை உடனடியாக நிகழ்ந்து விடும் எனக் கருதக் கூடாது. AGஇன் மதிப்பைக் கொண்டு ஒரு வினை எந்த அளவிற்குத் தானாகவே அல்லது இயல்பாகவே நிகழும் தன்மை கொண்ட து என்பதை அறியலாம். கட்டிலா ஆற்றல் இரு வகைப்படும். அவை ஹெல்ம்கோல்ட்ஸ் கட்டிலா ஆற்றல்; கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றல் (G அல்லது F). இவை கீழ்க்காணும் சமன் பாடுகள் மூலம் வரையறுக்கப்படுகின்றன. A E-TS A = ஹெல்ம்கோல்ட்ஸ் கட்டிலா ஆற்றல்; E = அக ஆற்றல் ;S = இயல்பாற்றல்; T = வெப்பநிலை G = H-TS I = வெப்பநிலை + G = கிப்ஸ் கட்டிலா ஆற்றல்; H வெப்ப உள்ளுறை; S = இயல்பாற்றல் T = வெப்பநிலை. பிற வெப்ப வேதிச் சார்புகளைப் {thermo dynamic functions) போன்றே, கட்டிலா ஆற்றலும் ஒரு புற இயல்பாகும் (extensive property). இதன் தனி மதிப்பைக் (absolute value) காண முடி யாது. ஆனால் ஆற்றல் மாற்றத்தையே அறிந்து கொள்ள முடியும். கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றம் ஓர் அமைப்பின் தொடக்க இறுதி நிலைகளைப் பொறுத் ததேயன்றி, வழிமுறைகளைப் பொறுத்து மாறுபடுவ தில்லை. கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றம் AA, AG எனக் குறிக்கப்படுகிறது. ^A = AG = AE-TAS TOT BY LO எனவும் (I) H - TAS எனவும் எழுதலாம். (2) இவ்விரு கட்டிலா ஆற்றல்களிலும் AG என்னும் கிப்ஸின் கட்டிலா ஆற்றல் மாற்றமே வேதி வினை களில் மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்தது எனக் கருதப் படுகிறது. மேற்கூறிய சமன்பாடு 2இல் AG இன் மதிப்பு எதிர்க்குறியீடு உடையதாக இருப்பின் வினை இயல்பாக நிகழும் என முன்னர்க் கூறப் பட்டது. AG இன் மதிப்பு எப்போ து எதிர்க் குறியீட்டு எண்ணாக இருக்குமெனில், அபுஇன் மதிப்பு எதிர்க் குறியீட்டு எண்ணாக இருக்கும்போது, அதாவது வினை ஒரு வெப்ப உமிழ் வினையாக இருக்கும்போது அல்லது எண்ணாக AH இன் மதிப்பு நேர் குறியீட்டு இருக்கும்போது வெப்பங் கொள் வினைகள் இயல் பாசு நிகழ வேண்டுமானால், TASஇன் மதிப்பு மிகுதி யாக இருக்க வேண்டும். மேற்கூறிய இரு கருத்துகளின் அடிப்படையில் தாம்சன், பெர்த்தலாட் என்போர் கூறியபடி வெப்ப உமிழ்வினைகள் மட்டுமே இயல்பாக நிகழும் வினை கள் என்னும் கருத்தை மாற்றி, வெப்ப உமிழ் வினை களும், வெப்பங் கொள்வினைகளும் சூழ்நிலைகளுக் குத் தக்கவாறு இயல்பாக நிகழும் வினைகளாகச் செயல்பட முடியும் என்னும் கருத்தை வலியுறுத்திக் கூறலாம். ஓர் அமைப்பு ஒரு நிலையான சமநிலையை எவ்வாறு எய்த முடியும் என்று நோக்கும்போது பின்வரும் இரு கருத்துக்கள் மிகவும் குறிப்பிடத் தக்கவையாகும். ஓர் அமைப்பு, ஓர் ஆற்றல் மிகு நிலையிலிருந்து ஆற்றல் குறைநிலையை அடையமுயற் சித்தல். (எ.கா) ஒரு சாய்தளத்தின் மேலிருந்து கீழாக உருண்டு வரும் ஒரு பந்தின் நிலை; ஓர் அமைப்பு கட்டுப்பாடு மிகுந்த நிலையிலிருந்து அதாவது