তাপগতিবিদ্যা
স্টার্লিং চক্র
দুটি সমতাপীয় ও দুটি সমআয়তনিক ধাপ (কোনো রিজেনারেটর মডেল করা হয়নি)।
স্টার্লিং চক্র — ইন্টারঅ্যাকটিভ তাপগতিবিদ্যা সিমুলেশন। দুটি সমতাপীয় ও দুটি সমআয়তনিক ধাপ (কোনো রিজেনারেটর মডেল করা হয়নি)। লাইভ SI পরিমাপ ও গাইডেড টিউটোরিয়ালসহ বিনামূল্যের ব্রাউজার-ভিত্তিক ভার্চুয়াল পদার্থবিজ্ঞান গবেষণাগার।
স্টার্লিং চক্র
দুটি সমতাপীয় ও দুটি সমআয়তনিক ধাপ (কোনো রিজেনারেটর মডেল করা হয়নি)।
স্টার্লিং চক্র স্থির-আয়তন ধাপে তাপ সঞ্চয় করতে এবং পরে ফিরিয়ে দিতে একটি রিজেনারেটর ব্যবহার করে, একটি আদর্শ ডিজাইনে কার্নো-সদৃশ কার্যক্ষমতার কাছাকাছি পৌঁছায়। বাস্তব স্টার্লিং ইঞ্জিন শান্ত পরিচালনা ও নমনীয় তাপ উৎসের বিনিময়ে জটিলতা বাণিজ্য করে।
- দুটি সমতাপীয় + দুটি সমআয়তনিক (কোনো রিজেনারেটর মডেল করা হয়নি)
- আদর্শ সীমায় η_Carnot
তদন্ত সংক্ষিপ্তসার
ল্যাব খোলার আগেই প্রশ্নটি পরিকল্পনা করুন
ব্রিফটি প্রিরেন্ডার করা পাতার প্রতিচ্ছবি: মূল প্রশ্ন, প্রতিদ্বন্দ্বী পূর্বানুমান, চলরাশির ভূমিকা, নিয়ন্ত্রক সূত্র, সেটআপ, বিশ্লেষণ ও বিস্তার প্রম্পট দৃশ্যমান থাকে এবং এই ক্রমেই।
মূল প্রশ্ন
স্টার্লিং চক্রে 2টি সমতাপীয় ও 2টি সমআয়তনিক ধাপ, কোনো রুদ্ধতাপীয় ধাপ নেই। নিখুঁত “রিজেনারেটর” সমআয়তনিক ধাপদ্বয়ের মধ্যে তাপ পুনরায় ব্যবহার করতে পারলে এর কর্মদক্ষতা তাত্ত্বিকভাবে কার্নো মানে পৌঁছাতে পারে। আদর্শ রিজেনারেটর ছাড়া আপনার মাপা সরল চক্রের কর্মদক্ষতা কি কার্নো সীমার নিচে পড়ে?
যে পূর্বানুমানগুলো বিবেচনা করতে হবে
- হ্যাঁ — রিজেনারেটর ছাড়া এই চক্রের কাঁচা কর্মদক্ষতা একই দুই ভাণ্ডার-তাপমাত্রার কার্নো সীমার নিচে।
- রিজেনারেশন নির্বিশেষে কর্মদক্ষতা ঠিক কার্নো সীমার সমান।
- কর্মদক্ষতা কার্নো সীমা ছাড়িয়ে যায়।
চলরাশির ভূমিকা
আপনি যা সেট করেন:
- ধাপের নম্বর
আপনি যা মাপেন:
- ধাপের লক্ষ্য আয়তন V (L)
- এই ধাপে গ্যাসের সম্পাদিত কার্য (J)
তদন্তটি কীভাবে চলে
- stirling-cycle প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। 1 mol আর্গন 600 K ও 300 K-এর মধ্যে কেবল সমতাপীয় ও সমআয়তনিক ধাপে চক্র করে।
- প্রতি-ধাপ কার্য ও চক্র-কর্মদক্ষতা রিডআউট চালু করুন।
- চক্রের প্রতিটি ধাপের (1 থেকে 4) জন্য ধাপটির লক্ষ্য আয়তন ও সেই ধাপে গ্যাসের সম্পাদিত কার্য পড়ে নিন।
নিয়ন্ত্রক সমীকরণ
চক্র কর্মদক্ষতায় কার্নো সীমা — η_c = 1 − Tc / Th
Tc ও Th-এর মাঝে চলা কোনো চক্র — স্টার্লিংসহ — কার্নো দক্ষতা η_c = 1 − Tc/Th ছাড়াতে পারে না। বাস্তব (রিজেনারেশনবিহীন) স্টার্লিং চক্র এই সীমায় পৌঁছায় না, কারণ এর সমআয়তনিক শীতলায়ন ধাপে তাপ অপুনরুদ্ধারিত হারিয়ে যায়।
প্রিন্টযোগ্য ওয়ার্কশিটে শিক্ষার্থীদের যা বের করতে বলা হয়
- ধাপ 2 ও 4 (সমআয়তনিক) এ W = 0 নিশ্চিত করুন। নিট চক্র-কার্যের জন্য 4 ধাপের কার্যমান যোগ করুন, এবং চক্রের দক্ষতা পাঠকে কার্নো সীমা η_c = 1 − 300/600 = 0.5-এর সাথে তুলনা করুন।
- এই চক্রের কাঁচা কর্মদক্ষতা (সমআয়তনিক ধাপের তাপ ফেরত আনার আদর্শ রিজেনারেটর ছাড়া) 0.5-এর নিচে থাকে। প্রথম সূত্র ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করুন কেন সমআয়তনিক-শীতলীকরণ ধাপে ফেলে দেওয়া তাপ সরল ইঞ্জিনের অর্জনহীন শক্তি।
ল্যাবের বাইরে এটি কোথায় দেখা যায়
- বাস্তব স্টার্লিং ইঞ্জিনে রিজেনারেটর থাকে — এমন জালি যা সমআয়তনিক শীতলীকরণে নির্গত তাপ জমা রেখে সমআয়তনিক উত্তপ্তকরণে ফেরত দেয়। ব্যাখ্যা করুন কেন নিখুঁত রিজেনারেটর রুদ্ধতাপীয় ধাপ ছাড়াই এই চক্রকে কার্নো কর্মদক্ষতার কাছে নিতে পারত।
- স্টার্লিং ইঞ্জিনের সুবিধা যেকোনো বাহ্যিক তাপ-উৎসে (সৌর, বর্জ্য তাপ, এমনকি মহাকাশে তাপমাত্রা-পার্থক্য) চলতে পারে, অভ্যন্তরীণ দহন লাগে না। বহিঃউত্তপ্ত বদ্ধ-চক্র ইঞ্জিন এসব প্রয়োগে কেন আকর্ষণীয় হতে পারে?
- 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
- স্টার্লিং চক্র-এ স্বাগতম
- চেম্বার নির্বাচন করুন
- প্লে চাপুন
- রিজেনারেটিভ 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