তাপগতিবিদ্যা
অটো চক্র
পেট্রোল-ইঞ্জিনের চক্র: দুটি রুদ্ধতাপীয় + দুটি সমআয়তনিক ধাপ।
অটো চক্র — ইন্টারঅ্যাকটিভ তাপগতিবিদ্যা সিমুলেশন। পেট্রোল-ইঞ্জিনের চক্র: দুটি রুদ্ধতাপীয় + দুটি সমআয়তনিক ধাপ। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
অটো চক্র
পেট্রল-ইঞ্জিন চক্র: দুটি রুদ্ধতাপীয় + দুটি সমআয়তনিক।
অটো চক্র একটি স্পার্ক-ইগনিশন ইঞ্জিন মডেল করে: প্রায় স্থির আয়তনে দ্রুত দহন চাপ বাড়ায়, তারপর রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ কার্য সম্পাদন করে, তারপর স্থির আয়তনে নির্গমন। একই তাপমাত্রা প্রান্তে এটি কার্নোর চেয়ে কম কার্যকর কারণ পরিবর্তনশীল তাপমাত্রায় তাপ যোগ করা হয়।
- η ≈ 1 − (V₂/V₁)^(γ−1)
- পেট্রোল ইঞ্জিন
তদন্ত সংক্ষিপ্তসার
ল্যাব খোলার আগেই প্রশ্নটি পরিকল্পনা করুন
ব্রিফটি প্রিরেন্ডার করা পাতার প্রতিচ্ছবি: মূল প্রশ্ন, প্রতিদ্বন্দ্বী প্রত্যাশা, চলরাশির ভূমিকা, নিয়ন্ত্রক সূত্র, সেটআপ, বিশ্লেষণ ও বিস্তার প্রম্পট দৃশ্যমান থাকে এবং এই ক্রমেই।
মূল প্রশ্ন
অটো চক্র (রুদ্ধতাপীয় সংকোচন, সমআয়তনিক উত্তপ্তকরণ, রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ, সমআয়তনিক শীতলীকরণ) পেট্রোল ইঞ্জিনের মডেল। কার্নো চক্রের বিপরীতে এর দুটি ধাপ সমতাপীয় নয়, সমআয়তনিক। সেই সমআয়তনিক ধাপগুলোতে গ্যাস কি কোনো কার্য করে?
যে প্রত্যাশাগুলো বিবেচনা করতে হবে
- সেই ধাপগুলোতে চাপ বদলায় বলে তবুও কার্য হয়।
- সমআয়তনিক ধাপগুলো ঋণাত্মক কার্য করে।
- ধ্রুব-আয়তন ধাপগুলোতে কোনো কাজ হয় না, কারণ W = PΔV এবং ΔV = 0।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- ধাপের নম্বর
আপনি যা মাপেন:
- ধাপের লক্ষ্য আয়তন V (m³)
- এই ধাপে গ্যাসের সম্পাদিত কার্য (J)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- otto-cycle প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। 1 mol নাইট্রোজেন (f = 5) 0.04 m³ থেকে 0.01 m³-এ সংকুচিত হয়, তারপর ধ্রুব আয়তনে 900 K পর্যন্ত উত্তপ্ত হয়।
- প্রতি-ধাপ কার্য ও তাপ রিডআউট চালু করুন।
- চক্রের প্রতিটি ধাপের (1 থেকে 4) জন্য ধাপটির লক্ষ্য আয়তন ও সেই ধাপে গ্যাসের সম্পাদিত কার্য পড়ে নিন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
অটো-চক্র কর্মদক্ষতা — η = W / Qin
আদর্শায়িত অটো চক্রের দক্ষতা কেবল সংকোচন অনুপাত r = V₁/V₂ ও গ্যাসের তাপ-ধারণ অনুপাত γ-এর উপর নির্ভর করে: η = 1 − 1/r^(γ−1)। উচ্চতর সংকোচন অনুপাত দেয় উচ্চতর দক্ষতা।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- ধাপ 2 ও 4-এর (সমআয়তনিক) ক্ষেত্রে সারণিতে W = 0 আর ধাপ 1 ও 3-এর (রুদ্ধতাপীয়) ক্ষেত্রে অশূন্য কার্যমান নিশ্চিত করুন। সংকোচন অনুপাত r = V₁/V₂ = 4 এবং চক্রের দক্ষতা η = 1 − 1/r^(γ−1) নির্ণয় করুন (γ = 1.4)।
- এই চক্রের অর্ধেক ধাপে কার্য শূন্য হলেও নিট কার্য ধনাত্মক। ব্যাখ্যা করুন কেবল দুটি রুদ্ধতাপীয় ধাপই কীভাবে নিট ধনাত্মক কার্য-আউটপুট দিতে পারে।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- বাস্তব পেট্রোল ইঞ্জিনের সংকোচন অনুপাত প্রায় 10-12 সীমাবদ্ধ (বেশি হলে অকাল জ্বলন/নকিং হয়)। η = 1 − 1/r^(γ−1) ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন, ইঞ্জিন-নকশাকাররা সম্ভব হলে উচ্চতর সংকোচন অনুপাতের পেছনে কেন ছোটে।
- ডিজেল ইঞ্জিন ভিন্ন চক্র (সমআয়তনিকের বদলে সমচাপীয় উত্তপ্তকরণ) ব্যবহার করে কিন্তু একই রুদ্ধতাপীয়-সংকোচন ধারণা। দুটোই সংকোচন-কার্যকে উচ্চতর তাপমাত্রায় রূপান্তর করতে রুদ্ধতাপীয় ধাপের ওপর নির্ভর করে। দুই নকশাতেই সংকোচনের সময় তাপক্ষয় কমানো কেন গুরুত্বপূর্ণ?
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- অটো চক্র-এ স্বাগতম
- চেম্বার নির্বাচন করুন
- প্লে চাপুন
- পেট্রল-ইঞ্জিন চক্র
- বৈশিষ্ট্য প্যানেল খুলুন
- আপনি এটি করেছেন!
দৃশ্য সাজাতে, প্লে চাপতে এবং লাইভ পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়াল নিয়ে অন্বেষণ করতে ইন্টারঅ্যাকটিভ সিমুলেশনটি খুলুন।
তাপ ইঞ্জিন ও কার্নো কর্মদক্ষতা