ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम क्या है?
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम भौतिकी का एक नियम है जो बताता है कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, बल्कि इसे केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि किसी पृथक प्रणाली की कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।
ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को गणितीय रूप से इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
ΔE = Q + W
कहाँ:
- ΔE सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन है
- Q सिस्टम में जोड़ी गई ऊष्मा है
- W सिस्टम द्वारा किया गया कार्य है
किसी प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा प्रणाली के कणों की सभी गतिज और स्थितिज ऊर्जाओं का योग होती है। ऊष्मा वह ऊर्जा है जो तापमान अंतर के कारण दो प्रणालियों के बीच स्थानांतरित होती है। कार्य वह ऊर्जा है जो किसी सिस्टम और उसके परिवेश के बीच सिस्टम द्वारा परिवेश पर काम करने, या परिवेश द्वारा सिस्टम पर काम करने के बीच स्थानांतरित होती है।
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम इंजन, रेफ्रिजरेटर और मानव शरीर सहित विभिन्न प्रकार की प्रणालियों पर लागू किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, जब कोई इंजन गैसोलीन जलाता है, तो गैसोलीन में रासायनिक ऊर्जा ऊष्मा और कार्य में परिवर्तित हो जाती है। ऊष्मा का उपयोग इंजन के पिस्टन को चलाने के लिए किया जाता है, जो क्रैंकशाफ्ट को घुमाकर काम करता है। इंजन के काम का उपयोग कार या अन्य मशीन को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।
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ऊष्मा और कार्य | Heat and Work
ऊष्मा और कार्य ऊर्जा के दो अलग-अलग रूप हैं जिन्हें एक दूसरे में परिवर्तित किया जा सकता है। ताप अंतर के कारण दो प्रणालियों के बीच ऊर्जा का स्थानांतरण होता है। कार्य एक प्रणाली और उसके परिवेश के बीच ऊर्जा का स्थानांतरण है, जो प्रणाली द्वारा परिवेश पर कार्य करती है, या परिवेश द्वारा प्रणाली पर कार्य करती है।
किसी सिस्टम में या उससे स्थानांतरित होने वाली ऊष्मा की मात्रा को प्रतीक Q द्वारा दर्शाया जाता है। किसी सिस्टम द्वारा या उस पर किए गए कार्य की मात्रा को प्रतीक W द्वारा दर्शाया जाता है।
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम बताता है कि एक पृथक प्रणाली की कुल ऊर्जा स्थिर रहती है। इसका मतलब यह है कि सिस्टम में स्थानांतरित होने वाली गर्मी सिस्टम द्वारा किए गए कार्य के बराबर होनी चाहिए, या इसके विपरीत।
ऊष्मप्रवैगिकी के प्रथम नियम के अनुप्रयोग
थर्मोडायनामिक्स के पहले नियम का विज्ञान और इंजीनियरिंग में कई अनुप्रयोग हैं। इनमें से कुछ अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- इंजनों और अन्य ऊष्मा इंजनों का अध्ययन
- रेफ्रिजरेटर और अन्य ताप पंपों का अध्ययन
- मानव शरीर का अध्ययन
- ब्रह्माण्ड का अध्ययन
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम भौतिकी का एक मौलिक नियम है जो हमें यह समझने में मदद करता है कि ऊर्जा कैसे स्थानांतरित और परिवर्तित होती है। यह एक शक्तिशाली उपकरण है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार की प्रणालियों का विश्लेषण करने के लिए किया जा सकता है।
ऊष्मा और कार्य के उदाहरण
निम्नलिखित तालिका ऊष्मा और कार्य के कुछ उदाहरण दिखाती है:
| Example | Heat | Work |
|---|---|---|
| An engine burning gasoline | Heat is transferred from the gasoline to the engine | The engine does work by rotating the crankshaft |
| A refrigerator removing heat from food | Heat is transferred from the food to the refrigerator | The refrigerator does work by moving the refrigerant through the coils |
| A person lifting a weight | Work is done by the person on the weight | No heat is transferred |
| A falling object gaining kinetic energy | No heat is transferred | Work is done by gravity on the object |
ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम | First law of thermodynamics in hindi
थर्मोडायनामिक्स के पहले नियम को अक्सर समझने में सबसे सरल माना जाता है, क्योंकि यह ऊर्जा के संरक्षण के नियम का विस्तार है। यह नियम बताता है कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, बल्कि इसे केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। इसलिए, ब्रह्मांड में ऊर्जा की कुल मात्रा हमेशा स्थिर रहती है।
हालाँकि, थर्मोडायनामिक्स एक जटिल विषय है, और पहला नियम इस सरल कथन से कहीं अधिक सूक्ष्म है। उदाहरण के लिए, पहला नियम हमें ऊर्जा की अवधारणा को समझने में मदद करता है, जो बेहद फिसलन भरी अवधारणा है। यह ऊर्जा संतुलन के लिए आधार भी प्रदान करता है, एक ऐसा उपकरण जिसका उपयोग किसी भी प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने और अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है।
ऊर्जा संतुलन इस सिद्धांत पर आधारित है कि किसी प्रणाली में कुल ऊर्जा स्थिर रहनी चाहिए। इसका मतलब यह है कि सिस्टम में जोड़ी जाने वाली किसी भी ऊर्जा का हिसाब गर्मी या काम के रूप में किया जाना चाहिए। किसी सिस्टम में ऊर्जा प्रवाह को ट्रैक करके, हम इसकी दक्षता में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं और इसे कैसे सुधारा जा सकता है।
ऊर्जा दृष्टिकोण की कुछ सीमाएँ हैं। उदाहरण के लिए, यह किसी प्रक्रिया की दिशा को ध्यान में नहीं रखता है। इसका मतलब यह है कि ऊर्जा विश्लेषण गर्मी को ठंडी वस्तु से गर्म वस्तु में अनायास स्थानांतरित करने की अनुमति देगा, भले ही वास्तविकता में यह संभव नहीं है। इसके अतिरिक्त, ऊर्जा दृष्टिकोण ऊर्जा के विभिन्न रूपों के बीच अंतर नहीं करता है। इसका मतलब यह है कि 1 वाट ऊष्मा को 1 वाट कार्य के बराबर माना जाता है, भले ही ऊर्जा के ये दो रूप विनिमेय नहीं हैं।
इन सीमाओं के बावजूद, ऊर्जा दृष्टिकोण एक शक्तिशाली उपकरण है जिसका उपयोग कई अलग-अलग प्रक्रियाओं को समझने और अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है। यह थर्मोडायनामिक्स में एक मौलिक अवधारणा है, और यह उन लोगों के लिए आवश्यक है जो यह समझना चाहते हैं कि ऊर्जा कैसे काम करती है।
यहां कुछ विशिष्ट परिवर्तन हैं जो मैंने मूल पाठ में किए हैं:
- अर्थ को स्पष्ट करने के लिए मैंने “मांग” शब्द को “सरल” से बदल दिया।
- मैंने यह समझाने के लिए कि थर्मोडायनामिक्स के पहले नियम को समझने में सबसे सरल क्यों माना जाता है, वाक्यांश “क्योंकि यह ऊर्जा के संरक्षण के नियम का विस्तार है” जोड़ा है।
- परिवर्तन को आसान बनाने के लिए मैंने “हालाँकि” शब्द को “फिर भी” से बदल दिया।
- मैंने ऊर्जा की अवधारणा को समझने की कठिनाई पर जोर देने के लिए “एक कुख्यात फिसलन वाला” वाक्यांश जोड़ा।
- ऊर्जा संतुलन के महत्व पर जोर देने के लिए मैंने “टूल” शब्द को “नींव” से बदल दिया।
- मैंने ऊर्जा दृष्टिकोण की सीमा को स्पष्ट करने के लिए “भले ही यह वास्तविकता में संभव नहीं है” वाक्यांश जोड़ा।
- अर्थ को स्पष्ट करने के लिए मैंने “अभेद्य” शब्द को “विनिमेय नहीं” से बदल दिया।
ऊष्मागतिकी का पहला नियम कहता है कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, बल्कि इसे केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि किसी सिस्टम की कुल ऊर्जा हमेशा वही रहती है, भले ही उसका रूप बदल जाए।
उदाहरण के लिए, जब कोई कार ब्रेक लगाती है, तो कार की गतिज ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। गतिज ऊर्जा गति की ऊर्जा है, और ऊष्मा ऊर्जा यादृच्छिक आणविक गति की ऊर्जा है। ब्रेक लगाने से पहले और बाद में कार की कुल ऊर्जा (गतिज प्लस ऊष्मा ऊर्जा) समान रहती है।
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम किसी सिस्टम में ऊर्जा के विभिन्न रूपों को उस कार्य से जोड़ता है जो सिस्टम कर सकता है और उस गर्मी को सिस्टम के अंदर या बाहर स्थानांतरित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक इंजन द्वारा किया गया कार्य ऊष्मा ऊर्जा से संबंधित होता है जो यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
थर्मोडायनामिक्स के पहले नियम को कभी-कभी आंतरिक ऊर्जा की परिभाषा के रूप में लिया जाता है, जो किसी प्रणाली की उसके कणों की गति के कारण होने वाली कुल ऊर्जा और उनके परस्पर क्रिया के कारण उसके कणों की संभावित ऊर्जा है। पहला नियम एक अतिरिक्त अवस्था चर, एन्थैल्पी का भी परिचय देता है, जो आंतरिक ऊर्जा और दबाव और आयतन के उत्पाद का योग है।
ऊष्मागतिकी का पहला नियम किसी प्रणाली की कई संभावित अवस्थाओं के अस्तित्व की अनुमति देता है। हालाँकि, अनुभव से पता चलता है कि केवल कुछ निश्चित स्थितियाँ ही वास्तव में घटित होती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम कहता है कि एन्ट्रॉपी, एक प्रणाली की अव्यवस्था का माप, समय के साथ हमेशा बढ़ती है।
कार्य एक दूरी के माध्यम से बल के अनुप्रयोग द्वारा एक प्रणाली से दूसरे प्रणाली में ऊर्जा का स्थानांतरण है। यह ऊष्मप्रवैगिकी का प्राथमिक आधार है, और विशेष रूप से प्रथम नियम का।
गुरुत्वाकर्षण के विरोधी बल के विरुद्ध वजन उठाने में किया गया कार्य वस्तु के द्रव्यमान को गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण से गुणा की गई ऊंचाई से गुणा करने के बराबर होता है जिससे इसे उठाया जाता है।
किसी भी सिस्टम में कार्य करने की क्षमता होती है। उदाहरण के लिए, एक संपीड़ित या विस्तारित स्प्रिंग विस्तार या संकुचन द्वारा कार्य कर सकता है। एक विद्युत बैटरी एक विद्युत मोटर को शक्ति देकर कार्य कर सकती है।
जब विद्युत धारा हीटर से होकर गुजरती है, तो यह हीटर पर कार्य कर रही होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि करंट ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में हीटर में स्थानांतरित कर रहा है। हालाँकि, हीटर को “कार्यकर्ता” नहीं माना जाता है क्योंकि यह अपनी ऊर्जा को कार्य के रूप में किसी अन्य प्रणाली में स्थानांतरित नहीं करता है। इसके बजाय, हीटर अपनी ऊर्जा को गर्मी के रूप में परिवेश में स्थानांतरित करता है।
ऊष्मागतिकी का पहला नियम, जिसे ऊर्जा संरक्षण के नियम के रूप में भी जाना जाता है, कहता है कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, बल्कि इसे केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है। यह नियम भौतिकी का एक मौलिक सिद्धांत है जो सबसे छोटे परमाणुओं से लेकर सबसे बड़े सितारों तक सभी प्रणालियों पर लागू होता है।
प्रारंभिक भौतिकी पाठ्यक्रमों में, ऊर्जा संरक्षण का अध्ययन आम तौर पर यांत्रिक गतिज और संभावित ऊर्जा में परिवर्तन पर केंद्रित होता है। गतिज ऊर्जा गति की ऊर्जा है, और स्थितिज ऊर्जा किसी वस्तु में उसकी स्थिति या स्थिति के कारण संग्रहीत ऊर्जा है। किसी बल द्वारा किया गया कार्य वस्तु की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है।
ऊर्जा संरक्षण के अधिक सामान्य रूप में गर्मी हस्तांतरण और आंतरिक ऊर्जा परिवर्तनों के प्रभाव शामिल हैं। तापमान अंतर के कारण ऊर्जा का एक सिस्टम से दूसरे सिस्टम में स्थानांतरण हीट ट्रांसफर है। आंतरिक ऊर्जा किसी प्रणाली की उसके कणों की गति के कारण होने वाली कुल ऊर्जा और उनके परस्पर क्रिया के कारण उसके कणों की संभावित ऊर्जा है।
ऊष्मागतिकी का पहला नियम कहता है कि ऊर्जा को केवल एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है। इसका मतलब है कि किसी सिस्टम की कुल ऊर्जा स्थिर रहती है।
किसी भी प्रणाली के लिए, ऊर्जा को सिस्टम सीमा के पार तीन तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है:
- द्रव्यमान सीमा को पार करता है: जब द्रव्यमान सीमा को पार करता है, तो वह अपने साथ अपनी ऊर्जा लाता है। यह ऊर्जा गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा या आंतरिक ऊर्जा के रूप में हो सकती है।
- बाह्य कार्य: बाह्य कार्य वह कार्य है जो सिस्टम पर या उसके परिवेश द्वारा किया जाता है। यह कार्य यांत्रिक कार्य, विद्युत कार्य अथवा थर्मल कार्य के रूप में हो सकता है।
- ऊष्मा स्थानांतरण: ऊष्मा स्थानांतरण तापमान अंतर के कारण सिस्टम और उसके परिवेश के बीच ऊर्जा का स्थानांतरण है।
किसी प्रणाली की कुल ऊर्जा प्रणाली के भीतर द्रव्यमान की गतिज ऊर्जा, स्थितिज ऊर्जा, आंतरिक ऊर्जा और प्रवाह ऊर्जा के योग के बराबर होती है। थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम बताता है कि किसी सिस्टम की कुल ऊर्जा स्थिर होती है, इसलिए सिस्टम की ऊर्जा में कोई भी परिवर्तन सिस्टम सीमा के पार स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा में समान परिवर्तन से संतुलित होना चाहिए।
ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को ऊर्जा संरक्षण सिद्धांत के रूप में भी जाना जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पहला नियम कहता है कि ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, बल्कि इसे केवल विभिन्न रूपों में परिवर्तित किया जा सकता है।
- सिस्टम अंतरिक्ष में एक क्षेत्र है जो एक सीमा से घिरा होता है। सीमा वास्तविक या काल्पनिक हो सकती है। द्रव से जुड़ी विभिन्न ऊर्जाओं को तब देखा जाता है जब वे सिस्टम की सीमाओं को पार करती हैं और संतुलन बनाया जाता है। जैसा कि अध्याय 1 में चर्चा की गई है, एक प्रणाली तीन प्रकारों में से एक हो सकती है:
- खुली प्रणाली: एक खुली प्रणाली एक ऐसी प्रणाली है जो अपने परिवेश के साथ द्रव्यमान और ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकती है।
- बंद प्रणाली: एक बंद प्रणाली एक ऐसी प्रणाली है जो अपने परिवेश के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकती है, लेकिन द्रव्यमान का नहीं।
- पृथक प्रणाली: एक पृथक प्रणाली वह प्रणाली है जो अपने परिवेश के साथ द्रव्यमान या ऊर्जा का आदान-प्रदान नहीं कर सकती है।
परिचय
ग्रिफ़िथ ऊर्जा संतुलन | The Griffith energy balance
थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम बताता है कि किसी सिस्टम की कुल ऊर्जा केवल घट सकती है या समान रह सकती है। इसका मतलब यह है कि एक सिस्टम हमेशा न्यूनतम ऊर्जा की स्थिति तक पहुंचने का प्रयास करेगा। ग्रिफ़िथ ने इस अवधारणा का उपयोग यह समझाने के लिए किया कि दरारें केवल कुछ शर्तों के तहत ही क्यों बढ़ती हैं।
इंग्लिस का विरोधाभास बताता है कि यदि दरार की नोक पर तनाव अनंत है तो दरार अनंत तक विस्तारित होगी। हालाँकि, यह संभव नहीं है क्योंकि सिस्टम की कुल ऊर्जा नकारात्मक हो जाएगी। ग्रिफ़िथ ने दिखाया कि दरार तभी बढ़ेगी जब सिस्टम की कुल ऊर्जा कम हो जाएगी या समान रहेगी।
फ्रैक्चर के लिए महत्वपूर्ण स्थितियां इस प्रकार हैं जहां दरार संतुलन की स्थिति में फैलती है, जिसका अर्थ है कि सिस्टम की कुल ऊर्जा नहीं बदलती है।
यहां मूल पाठ में प्रयुक्त शब्दों का अधिक विस्तृत विवरण दिया गया है:
- गैर-संतुलन अवस्था: वह अवस्था जिसमें सिस्टम आराम की स्थिति में नहीं होता है।
- संतुलन अवस्था: वह अवस्था जिसमें सिस्टम आराम पर है और अपनी न्यूनतम ऊर्जा तक पहुँच गया है।
- न्यूनतम संभावित ऊर्जा का प्रमेय: एक प्रमेय जो बताता है कि एक प्रणाली हमेशा न्यूनतम संभावित ऊर्जा की स्थिति तक पहुंचने का प्रयास करेगी।
- दरार: तनाव के कारण किसी सामग्री में टूटना।
- तनाव: प्रति इकाई क्षेत्र वह बल जो किसी सामग्री पर लगाया जाता है।
- कुल ऊर्जा: किसी निकाय की गतिज ऊर्जा और स्थितिज ऊर्जा का योग।
- गतिज ऊर्जा: किसी गतिशील वस्तु की ऊर्जा।
- संभावित ऊर्जा: किसी वस्तु में उसकी स्थिति या स्थिति के कारण संग्रहीत ऊर्जा।
- संतुलन की स्थितियाँ: वे स्थितियाँ जिनके तहत किसी प्रणाली की कुल ऊर्जा में परिवर्तन नहीं होता है।
आंतरिक तनाव और बाहरी बलों से संभावित ऊर्जा को Π द्वारा दर्शाया जाता है, और नई दरार सतहों को बनाने के लिए आवश्यक कार्य को W द्वारा दर्शाया जाता है।
एस
इंगलिस [1913] द्वारा एक सपाट प्लेट में एक अण्डाकार छेद के लिए तनाव विश्लेषण का उपयोग करते हुए, समीकरण (I.2) बन जाता है:
दूरस्थ तनाव तनाव को σ द्वारा दर्शाया जाता है, सामग्री के लोचदार मापांक को E द्वारा दर्शाया जाता है, और सामग्री की सतह ऊर्जा को γ द्वारा दर्शाया जाता है।
एस
समीकरण (I.3) को पुनर्व्यवस्थित करना और फ्रैक्चर तनाव को हल करना, σ
एफ , देता है:
फ्रैक्चर के ग्रिफ़िथ सिद्धांत में कहा गया है कि एक दरार तब फैलती है जब दरार के बढ़ने से निकलने वाली ऊर्जा नई दरार सतहों की सतह ऊर्जा से अधिक या उसके बराबर होती है। यह सिद्धांत वैश्विक ऊर्जा संतुलन पर आधारित है, और केवल आदर्श भंगुर सामग्रियों पर लागू होता है। उन सामग्रियों के लिए जिनमें कुछ लचीलापन होता है, जैसे धातु, ग्रिफ़िथ सिद्धांत फ्रैक्चर ताकत को गंभीर रूप से कम आंकता है।
ग्रिफ़िथ सिद्धांत फ्रैक्चर यांत्रिकी में एक बहुत ही महत्वपूर्ण सिद्धांत है। यह भंगुर सामग्रियों की फ्रैक्चर ताकत का अनुमान लगाने का एक तरीका प्रदान करता है। हालाँकि, सिद्धांत नमनीय सामग्रियों पर लागू नहीं होता है, और यह इन सामग्रियों की फ्रैक्चर ताकत को गंभीर रूप से कम कर सकता है।
उन्नत निर्माण प्रौद्योगिकियाँ | Advanced Forming Technologies
थर्मल विश्लेषण | Thermal Analysis
ऊष्मागतिकी का पहला नियम कहता है कि एक बंद प्रणाली की कुल ऊर्जा संरक्षित रहती है। इसका मतलब यह है कि ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित किया जा सकता है, लेकिन इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है।
किसी बंद प्रणाली के विशिष्ट मामले में, प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि प्रणाली में जोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा के बराबर होती है, जिसमें प्रणाली द्वारा इसके परिवेश पर किए गए कार्य की मात्रा को घटा दिया जाता है।
किसी सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की दर सिस्टम में गर्मी हस्तांतरण दर से सिस्टम से बाहर कार्य स्थानांतरण दर के बराबर होती है। ऊष्मा अंतरण दर चालन, संवहन या विकिरण के माध्यम से हो सकती है।
ईएमएफ प्रक्रिया में, विरूपण के दौरान वर्कपीस में उत्पन्न गर्मी को रुद्धोष्म प्रक्रिया माना जाता है, जिसका अर्थ है कि कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है। हालाँकि, विरूपण के अंतिम चरण में, वर्कपीस और कॉइल में उत्पन्न गर्मी सिस्टम में स्थानांतरित हो जाती है।
एक स्थिर दबाव प्रक्रिया में, प्रति इकाई आयतन आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन प्रति इकाई आयतन ऊष्मा स्थानांतरण दर के बराबर होता है।
स्थिर दबाव पर विशिष्ट ऊष्मा क्षमता, cp , स्थिर दबाव पर किसी पदार्थ के एक इकाई द्रव्यमान का तापमान एक डिग्री बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है। रुद्धोष्म विरूपण प्रक्रिया में, कोई ऊष्मा स्थानांतरण नहीं होता है। ताप का एकमात्र स्रोत प्लास्टिक का काम और विद्युत धारा की जूल हानियाँ हैं। प्लास्टिक कार्य विरूपण के दौरान सामग्री पर बाहरी बलों द्वारा किया गया कार्य है। जूल हानि विद्युत धारा के प्रवाह के प्रति पदार्थ के प्रतिरोध से उत्पन्न ऊष्मा है।
जहां σ और ɛ क्रमशः सामग्री का तनाव और तनाव हैं और β गर्मी में परिवर्तित प्लास्टिक कार्य का प्रतिशत है। उच्च गति प्रक्रिया के दौरान ऊष्मा में परिवर्तित होने वाले प्लास्टिक कार्य का निर्धारण मामूली बात नहीं है और कई लेखकों ने इस क्षेत्र में काम किया है (उदाहरण के लिए, (86-89))। β पैरामीटर का मान आमतौर पर साहित्य में कुछ धातुओं के लिए एक सीमा के रूप में दिया जाता है (उदाहरण के लिए, (87))। मैकडॉगल ने प्रदर्शित किया कि एल्युमीनियम के लिए, β तनाव (87) की मात्रा पर निर्भर है और इसे ज़ेन्डर मॉडल (88) के अनुरूप पाया गया। हालाँकि, इस कार्य में, तनाव के साथ β के मान की भिन्नता को नजरअंदाज कर दिया गया है क्योंकि ज़ेन्डर मॉडल का अनुमान उपज तनाव के प्रति बहुत संवेदनशील है, जिसे गतिशील परीक्षण में निर्धारित करना मुश्किल है। वर्तमान कार्य में, पैरामीटर β को 0.9 का स्थिर मान माना जाता है क्योंकि केवल एकसमान विरूपण का मॉडल तैयार किया जाता है।
सबसे प्रासंगिक तापीय गुण विशिष्ट ताप क्षमता (सीपी), तापीय चालकता (κ), और तापीय विस्तार का गुणांक (α) हैं। तापीय चालकता मान पर विचार नहीं किया जाता है क्योंकि केवल रुद्धोष्म प्रक्रिया को संख्यात्मक रूप से सिम्युलेटेड किया जाता है।
ऑक्सीजन मुक्त तांबे का डेटा कॉपर और कॉपर मिश्र धातुओं (90) के लिए एएसएम स्पेशलिटी हैंडबुक से लिया गया है। प्रत्येक तापमान के लिए विशिष्ट ताप क्षमता मान रैखिक प्रक्षेप द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, जो 20 डिग्री सेल्सियस पर 386 जे किग्रा−1 के−1 से लेकर 2000 डिग्री सेल्सियस पर 494 जे किग्रा−1 के−1 तक होते हैं। रैखिक तापीय विस्तार का गुणांक 17 μm m−1 K−1 के स्थिर मान पर सेट है।
AZ31B मैग्नीशियम मिश्र धातु के लिए डेटा ASM स्पेशलिटी हैंडबुक से लिया गया है: मैग्नीशियम और मैग्नीशियम मिश्र धातु (76)। प्रत्येक तापमान के लिए सीपी मान रैखिक प्रक्षेप द्वारा प्राप्त किए जाते हैं, जो 20 डिग्री सेल्सियस पर 1040 जे किग्रा−1 के−1 से लेकर 300 डिग्री सेल्सियस पर 1148 जे किग्रा−1 के−1 तक होते हैं। रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक 20 से 200 डिग्री सेल्सियस तक 26.8 μm m−1 K−1 पर सेट है। परीक्षण की गई तापमान सीमा (ρ = 1.77 किग्रा सेमी−3) के लिए सामग्री के घनत्व को स्थिर माना जाता है।
