सिस्टम और आस-पास

एक सिस्टम एक परस्पर क्रियाशीलीकरण के साथ एक साथ काम करने वाले घटकों का एक संग्रह होता है जो एक सामान्य लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए सहयोग करते हैं। परिवेश सिस्टम को प्रभावित कर सकने वाली सिस्टम के बाहर की हर चीज़ होती है।

सिस्टम की सीमाएं

सिस्टम की सीमाएं वह सीमाएं हैं जो सिस्टम में कितना शामिल है और क्या शामिल नहीं है वे निर्धारित करती हैं। सिस्टम की सीमाएं भौतिक हो सकती हैं, जैसे कि कमरे की दीवारें, या वे संवेदनशील हो सकती हैं, जैसे खेल के नियम।

खुली और बंद सिस्टम

एक सिस्टम या तो खुला हो सकता है या बंद हो सकता है। एक खुला सिस्टम एक सिस्टम होता है जो अपने आस-पास के संवेदनशीलता और पदार्थ के साथ ऊर्जा का विनिमय करता है। एक बंद सिस्टम एक सिस्टम होता है जो अपने आस-पास के संवेदनशीलता या पदार्थ के साथ कोई ऊर्जा का विनिमय नहीं करता है।

समता

समता एक ऐसी स्थिति है जिसमें सिस्टम की स्थितियाँ समय के साथ बदलती नहीं हैं। जब सिस्टम पर कार्य कर रहे बल संतुलित होते हैं, तब सिस्टम समता में होता है।

प्रतिक्रिया

प्रतिक्रिया एक प्रक्रिया है जिसमें सिस्टम की उत्पादन नियंत्रित करने के लिए सिस्टम का उत्पादन उपयोग किया जाता है। प्रतिक्रिया सकारात्मक या नकारात्मक हो सकती है। सकारात्मक प्रतिक्रिया सिस्टम की उत्पादन को उभारती है, जबकि नकारात्मक प्रतिक्रिया सिस्टम की उत्पादन को कम करती है।

होमिओस्टेसिस

होमिओस्टेसिस एक सिस्टम की क्षैतिज गतिशीलता में परिवर्तन करते हुए भी स्थिर आंतरिक पर्यावरण को बनाए रखने की क्षमता है। होमिओस्टेसिस प्रतिक्रिया के माध्यम से प्राप्त होता है।

सिस्टम और आस-पास के उदाहरण

यहां कुछ सिस्टम और आस-पास के उदाहरण हैं:

• एक कार एक सिस्टम है। कार का आस-पास सड़क, हवा और अन्य कारें शामिल होती हैं।
• एक कोशिका एक सिस्टम है। कोशिका का आस-पास शरीर में अन्य कोशिकाएँ, रक्त और अत्यावरणीय द्रव में शामिल होते हैं।
• एक पारिस्थितिकी सिस्टम होता है। पारिस्थितिकी सिस्टम का आस-पास हवा मंडल, जलमंडल और पत्थरमंडल शामिल होते हैं।

निष्कर्ष

सिस्टम और आस-पास महत्वपूर्ण अवधारणाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं। सिस्टम और उनके आस-पास के मध्यान्तरण को समझकर, हम बेहतर ढंग से समझ सकते हैं कि दुनिया कैसे काम करती है और हम इस पर कैसे प्रभाव डाल सकते हैं।

सिस्टम के प्रकार

विभिन्न मानदंडों पर आधारित तरह-तरह के सिस्टमों को वर्गीकृत किया जा सकता है। यहां कुछ सामान्य प्रकार के सिस्टम हैं:

1. खुले और बंद सिस्टम:

• खुले सिस्टम: ये सिस्टम अपने आस-पास के पदार्थ और ऊर्जा के साथ पदार्थ विनिमय करते हैं। इनमें बाहरी कारकों का प्रभाव होता है और वे परिवर्तनों के साथ समायोजित हो सकते हैं। उदाहरण में पारिस्थितिकी, जीवित जीवों, और अर्थव्यवस्थाओं को शामिल किया जा सकता है।

• बंद सिस्टम: ये सिस्टम अपने आस-पास के पदार्थ के साथ पदार्थ विनिमय नहीं करते हैं, लेकिन वे ऊर्जा का विनिमय कर सकते हैं। वे बाहरी प्रभावों से अलग होते हैं और स्वतंत्रता से कार्य करते हैं। उदाहरण में बंद कंटेनर, एकलित रासायनिक प्रतिक्रियाएँ, और कुछ मैकेनिकल सिस्टम हो सकते हैं।

2. प्राकृतिक और कृत्रिम सिस्टम:

• प्राकृतिक प्रणाली: ये प्रणालियाँ मानवीय हस्तक्षेप के बिना प्राकृतिक रूप से पर्यावरण में होती हैं। इन्हें प्राकृतिक कानून और प्रक्रियाएं नियंत्रित करती हैं। उदाहरण में पाए जाते हैं पारिस्थितिकी प्रणाली, मौसम प्रणाली और भूवैज्ञानिक निर्माण।

• कृत्रिम प्रणाली: ये प्रणालियाँ मनुष्य द्वारा विशेष उद्देश्यों के लिए बनाई जाती हैं या डिज़ाइन की जाती हैं। इनमें अक्सर जटिलता होती है और मनुष्य द्वारा बनाए गए घटक शामिल होते हैं। उदाहरण में पाए जाते हैं मशीन, कंप्यूटर, परिवहन प्रणाली और इमारतें।

3. निर्धारित vs. अनिर्धारित प्रणालियाँ:

• निर्धारित प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ अपनी प्रारंभिक स्थितियों और उन्हें नियंत्रित करने वाले नियमों के आधार पर पूर्वानुमान योग्य व्यवहार प्रदर्शित करती हैं। सामान्यतः, एक ही प्रारंभिक स्थिति के साथ, निर्धारित प्रणाली हमेशा वहीं उत्पन्न करेगी। उदाहरण में पाए जाते हैं गणितीय समीकरण, मशीनिकी प्रणाली और कुछ भौतिक प्रक्रियाएं।

• अनिर्धारित प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ अपरिवर्तनशील या यादृच्छिक व्यवहार प्रदर्शित करती हैं। उनके परिणाम सटीकता से पूर्वानुमानित नहीं किए जा सकते, भले ही प्रारंभिक स्थितियों के संपूर्ण ज्ञान के साथ भी। उदाहरण में पाए जाते हैं क्वांटम प्रणालियाँ, अराजक प्रणालियाँ और जैविक प्रणालियाँ।

4. रैखिक vs. गैर-रैखिक प्रणालियाँ:

• रैखिक प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ प्रविष्टियों और प्रविष्टियों के बीच सहमतिपूर्ण संबंध प्रदर्शित करती हैं। प्रविष्टि में हुए परिवर्तन आउटपुट में सहमतिपूर्ण परिवर्तनों का कारण बन सकते हैं। उदाहरण में पाए जाते हैं सरल मैकेनिकल प्रणालियाँ, विद्युत सर्किट, और कुछ गणितीय मॉडल।

• गैर-रैखिक प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ प्रविष्टियों और प्रविष्टियों के बीच एक असंगठित या जटिल संबंध प्रदर्शित करती हैं। प्रविष्टि में हुई परिवर्तन आउटपुट में अनुमानहीन या जटिल परिवर्तनों का कारण बन सकते हैं। उदाहरण में पाए जाते हैं जैविक प्रणालियाँ, मौसम प्रणालियाँ, और आर्थिक मॉडल।

5. शांत vs. गतिशील प्रणालियाँ:

• शांत प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ समय के साथ परिवर्तित नहीं होती हैं। उनकी गुणधारणाएं और व्यवहार स्थिर रहते हैं। उदाहरण में पाए जाते हैं शांत शरीर, समतल स्थिति, और कुछ गणितीय मॉडल।

• गतिशील प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ समय के साथ परिवर्तित होती हैं। उनकी गुणधारणाएं और व्यवहार समय के साथ विकसित होते रहते हैं। उदाहरण में पाए जाते हैं जैविक प्रणालियाँ, मौसम प्रणालियाँ, और आर्थिक मॉडल।

6. अलग vs. निरंतर प्रणालियाँ:

• अलग प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ अलग, गिनतीय स्थितियों या घटनाओं को रखती हैं। इन्हें पूर्णांकों या सीमित संख्या सेट का प्रतिनिधित्व करके दिखाया जा सकता है। उदाहरण में पाए गए हैं डिजिटल सर्किट, कंप्यूटर प्रोग्राम, और कुछ गणितीय मॉडल।

• निरंतर प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ निरंतर स्थितियों या घटनाओं को रखती हैं, जो किसी भी मान के भीतर कोई मान ले सकती हैं। इन्हें वास्तविक संख्याओं या फ़ंक्शन का प्रतिनिधित्व करते हुए दिखाया जाता है। उदाहरण में पाए जाते हैं एनालॉग सर्किट, द्रव गतिविद्यामिक्स, और कुछ भौतिक प्रक्रियाएं।

7. केंद्रीयकृत vs. अकेंद्रीयकृत प्रणालियाँ:

• केंद्रीयकृत प्रणालियाँ: ये प्रणालियाँ एक केंद्रीय अधिकारी या नियंत्रण इकाई को रखती हैं जो निर्णय लेती है और पूरी प्रणाली के व्यवहार को समन्वयित करती है। उदाहरण में पाए जाते हैं विभाजकारी संगठन, केंद्रीय शासन, और कुछ कंप्यूटर नेटवर्क्स।

• सांघातिक सिद्धांत: ये सिद्धांत एक केंद्रीय प्राधिकरण नहीं रखते हैं। बजाय इसके, इन प्रणालियों में निर्णय स्थानीय रूप से प्रणाली के भीतरी घटकों या एजेंट्स द्वारा लिया जाता है। इसमें वितरित नेटवर्क, पीर-टू-पीर प्रणालियाँ, और कुछ जैविक प्रणालियाँ शामिल हैं।

ये कुछ उदाहरण हैं अलग-अलग प्रकार की प्रणालियों के। प्रत्येक प्रकार के प्रणाली में अपनी खासियतें और गुण होते हैं, और वे विभिन्न क्षेत्रों और अनुप्रयोगों में उपयोग होते हैं। प्रणालियों के विभिन्न प्रकार को समझना हमें संशोधित, डिजाइन, और प्रबंधित करने की योग्यता प्रदान करता है।

प्रणाली की खासियतें

एक प्रणाली एक समान लक्ष्य हासिल करने के लिए साथ में काम करने वाले घटकों का संग्रह होती है। प्रणालियाँ प्राकृतिक या मनुष्य निर्मित हो सकती हैं, और उनका आकार एकल परमाणु से पूरा ब्रह्माण्ड तक हो सकता है।

प्रणालियों के प्रकार

बहुत सारे अलग-अलग प्रकार की प्रणालियाँ हैं, लेकिन कुछ मुख्यतः शामिल हैं:

• भौतिक प्रणालियाँ: इन प्रणालियों में पदार्थ और ऊर्जा होते हैं, और ये भौतिकी के नियमों का पालन करती हैं। भौतिक प्रणालियों के उदाहरण में सौरमंडल, मानव शरीर, और कार इंजन शामिल हैं।
• जैविक प्रणालियाँ: इन प्रणालियों में जीवित प्राणियों का संगठन होता है, और ये जीवविज्ञान के नियमों का पालन करती हैं। जैविक प्रणालियों के उदाहरण में पारिस्थितिकी संकुल, मानव शरीर, और एक कोशिका शामिल हैं।
• सामाजिक प्रणालियाँ: इन प्रणालियों में लोग और उनके संचार का संगठन होता है, और ये सामाजशास्त्र के नियमों का पालन करती हैं। सामाजिक प्रणालियों के उदाहरण में परिवार, सरकार, और अर्थव्यवस्था शामिल हैं।
• सूचना प्रणालियाँ: इन प्रणालियों में डेटा और सूचना का संगठन होता है, और ये सूचना विज्ञान के नियमों का पालन करती हैं। सूचना प्रणालियों के उदाहरण में इंटरनेट, एक पुस्तकालय, और एक डेटाबेस शामिल हैं।

प्रणाली की खासियतें

सभी प्रणालियों में कुछ खासियतें होती हैं जो उनके व्यवहार को परिभाषित करती हैं। प्रणालियों की सबसे महत्वपूर्ण खासियतों में से कुछ निम्नलिखित हैं:

• सीमाएँ: प्रणाली की सीमाएँ प्रणाली के अंदर क्या है और प्रणाली के बाहर क्या है, वह परिभाषित करती हैं।
• घटक: प्रणाली के घटक प्रणाली के भाग होते हैं, जो प्रणाली का हिस्सा बनाते हैं।
• अंतरक्रिया: प्रणाली के घटकों के बीच की अंतरक्रिया ही प्रणाली को काम करने में मदद करती है।
• लक्ष्य: प्रणाली के लक्ष्य ही प्रणाली की कोशिश कर रही हैं।
• प्रतिपुष्टि: प्रतिपुष्टि एक प्रणाली की उत्पादन को प्रणाली की इनपुट कोन्ट्रोल करने के लिए इस्तेमाल होती है।
• अनुकूलन: अनुकूलन एक प्रणाली की पर्यावरण में परिवर्तन के प्रतिक्रिया के रूप में प्रणाली के व्यवहार में बदलाव करने की प्रक्रिया है।
• उद्भवन: उद्भवन एक प्रणाली के घटकों के इंटरेक्शन से आने वाले नए गुण और व्यवहारों की प्रक्रिया है।

निष्कर्ष

प्रणालियाँ को समझना कठिन वस्तुएं हो सकती हैं। हालांकि, प्रणालियों की खासियतें समझकर, हम बेहतर ढंग से समझ सकते हैं कि वे कैसे काम करती हैं और हमें अपने लक्ष्य हासिल करने के लिए कैसे उपयोग किए जा सकते हैं।

तापमानिक संतुलन

थर्मोडायनामिक संतुलन एक ऐसी स्थिति है जिसमें सिस्टम की मैक्रोस्कोपिक गुणधर्म समय के साथ नहीं बदलते हैं। यह इसका अर्थ है कि सिस्टम संतुलन की स्थिति में है, जिसमें ऊर्जा या पदार्थ का कोई नेट प्रवाह नहीं है।

थर्मोडायनामिक संतुलन की विशेषताएं

थर्मोडायनामिक संतुलन वाले सिस्टम में निम्नलिखित विशेषताएं होती हैं:

• ऊर्जा का कोई नेट प्रवाह नहीं: सिस्टम की कुल ऊर्जा स्थिर होती है और सिस्टम और इसके आस-पास के बीच ऊर्जा का कोई नेट संक्रमण नहीं होता है।
• पदार्थ का कोई नेट प्रवाह नहीं: सिस्टम की कुल भार स्थिर होता है और सिस्टम और इसके आस-पास के बीच पदार्थ का कोई नेट संक्रमण नहीं होता है।
• समान तापमान: सिस्टम का तापमान पूरे सिस्टम में एक ही होता है और कोई तापमान विभाजन नहीं होता है।
• समान दबाव: सिस्टम का दबाव पूरे सिस्टम में एक ही होता है और कोई दबाव ग्रेडिएंट नहीं होता है।
• कोई रासायनिक ब्रह्मवाद: सिस्टम का रासायनिक संरचना स्थिर होती है और कोई रासायनिक प्रतिक्रियाएं नहीं होती हैं।

थर्मोडायनामिक संतुलन के प्रकार

थर्मोडायनामिक संतुलन के दो मुख्य प्रकार होते हैं:

• यांत्रिक संतुलन: इस स्थिति में सिस्टम पर कोई नेट बल कार्रवाई नहीं होती है।
• तापमानिक संतुलन: इस स्थिति में सिस्टम का तापमान पूरे सिस्टम में एक ही होता है।

थर्मोडायनामिक संतुलन के उपयोग

थर्मोडायनामिक संतुलन विज्ञान और इंजीनियरिंग के कई क्षेत्रों में एक मौलिक अवधारणा है। इसका उपयोग रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के उत्पादों का पूर्वानुमान करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग पदार्थ और ऊर्जा के व्यवहार का अध्ययन करने और थर्मोडायनामिक के कानून विकसित करने के लिए किया जाता है। यह उपयोग इंजन, हीट पंप और अन्य थर्मल यंत्रों के डिज़ाइन और ओप्टिमाइज़ करने के लिए किया जाता है।

निष्कर्ष

थर्मोडायनामिक संतुलन विज्ञान और इंजीनियरिंग में एक मौलिक अवधारणा है। यह एक स्थिति है जिसमें सिस्टम की मैक्रोस्कोपिक गुणधर्म समय के साथ नहीं बदलते हैं, और इसकी विशेषताएं नेट ऊर्जा या पदार्थ के प्रवाह की अनुमति नहीं, समान तापमान और दबाव, और कोई रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

प्रक्रियाएँ और चक्र

प्रक्रियाएँ

प्रक्रिया एक ऐसा श्रृंखला होती है जिसमें एक विशेष अंत प्राप्त करने के लिए कार्रवाई या कदम उठाए जाते हैं। प्रक्रियाएँ या तो भौतिक या मानसिक हो सकती हैं, और इनमें सरल या जटिल दोनों हो सकते हैं।

भौतिक प्रक्रियाओं की उदाहरण:

• पचान
• सांस
• फ़ोटोसिंथेसिस
• बारिश
• संघटन

मानसिक प्रक्रियाओं की उदाहरण:

• सोचना
• सीखना
• समस्या का समाधान करना
• निर्णय लेना
• याद करना

चक्र

चक्र एक नियमित और बार-बार होने वाले घटनाओं की श्रृंखला होती है। चक्र प्राकृतिक या मनुष्य निर्मित दोनों हो सकते हैं।

प्राकृतिक चक्रों की उदाहरण:

• जल चक्र
• कार्बन चक्र
• असाइन चक्र
• मौसम
• दिन-रात का चक्र

मानव निर्मित चक्रों की उदाहरण:

• व्यापारिक चक्र

• आर्थिक चक्र

• फैशन चक्र

• राजनीतिक चक्र

• जीवन चक्र

प्रक्रिया और चक्रों के बीच संबंध

प्रक्रियाएं और चक्रें गहरे रूप से संबंधित होती हैं। कई प्रक्रियाएं चक्रों का हिस्सा हैं, और कई चक्र प्रक्रियाओं से बने होते हैं। उदाहरण के लिए, जल चक्र एक ऐसा चक्र है जिसमें वाष्पीकरण, संकुचन और वर्षा की प्रक्रियाएं होती हैं।

प्रक्रियाओं और चक्रों की महत्वता

प्रक्रियाएं और चक्र आस-पास की दुनिया के कार्यकरण के लिए आवश्यक हैं। वे जीवन को संभव बनाने वाली संरचना और व्यवस्था प्रदान करते हैं। प्रक्रियाओं और चक्रों के बिना, दुनिया एक असंगत और अप्रत्याशित स्थान होती।

निष्कर्ष

प्रक्रियाओं और चक्रों को विज्ञान और इंजीनियरिंग में सबसे महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से दो माना जाता है। वे आस-पास की दुनिया को समझने और सुगठित करने में आवश्यक होते हैं, ताकि प्रभावी और कुशलतापूर्वक काम करने वाले प्रणाली की योजना बनाई जा सके।

तापमान

परिभाषा

तापमान एक पदार्थ में कणों की औसत गतिशील ऊर्जा का माप है। जैसे तापमान बढ़ता है, कणों की गति अधिक तेज होती है। तापमान को सेल्सियस डिग्री (°C), फारेनहाइट डिग्री (°F) या केल्विन (K) में मापा जाता है।

स्केल

सबसे सामान्य तापमान स्केल सेल्सियस स्केल है। सेल्सियस स्केल पानी के जमने बिंदु (0°C) और पानी के उबलने बिंदु (100°C) पर आधारित है। फारेनहाइट स्केल ब्राइन के जमने बिंदु (32°F) और पानी के उबलने बिंदु (212°F) पर आधारित है। केल्विन स्केल निरपेक्ष शून्य (-273.15°C) पर आधारित है, जो सूत्री रूप से संभव होने वाला सबसे ठंडा तापमान है।

परिवर्तन

सेल्सियस से फारेनहाइट में परिवर्तित करने के लिए, सेल्सियस तापमान को 9/5 से गुणा करें और फिर 32 जोड़ें। फारेनहाइट से सेल्सियस में परिवर्तित करने के लिए, फारेनहाइट तापमान से 32 घटाएं और फिर 5/9 से गुणा करें।

सेल्सियस से केल्विन में परिवर्तित करने के लिए, सेल्सियस तापमान में 273.15 जोड़ें। केल्विन से सेल्सियस में परिवर्तित करने के लिए, केल्विन तापमान से 273.15 घटाएं।

तापमान के प्रभाव

तापमान के कई प्रभाव पदार्थ पर होते हैं। उदाहरण के लिए, तापमान पदार्थ की अवस्था (ठोस, द्रव्य या गैस), पदार्थ का घनत्व और पदार्थों की पिघलने क्षमता पर प्रभाव डाल सकता है।

तापमान और जलवायु

तापमान जलवायु में एक महत्वपूर्ण कारक है। किसी क्षेत्र का औसत तापमान क्षेत्र के जलवायु की प्रकार तय करता है। उदाहरण के लिए, औसत तापमान उच्च होने वाले क्षेत्रों में उष्णकटिबंधीय जलवायु होती है, जबकि औसत तापमान कम होने वाले क्षेत्रों में ध्रुवीय जलवायु होती है।

तापमान और स्वास्थ्य

तापमान मनुष्य के स्वास्थ्य पर भी प्रभाव डाल सकता है। उदाहरण के लिए, उच्च तापमान हेट स्ट्रोक का कारण बन सकता है, जबकि कम तापमान हाइपोथर्मिया का कारण बन सकता है।

निष्कर्ष

तापमान पदार्थ की मुख्य गुणधर्म है जिसके द्वारा पुराण और आस-पास के विश्व पर महत्वपूर्ण प्रभाव होते हैं।

थरमोडायनामिकी का जरवात नियम