কার্নো চক্র জুড়ে এনট্রপি সাম্য

1 · প্রত্যাশা করুন

একটি কার্নো ইঞ্জিন এক ধাপে গরম ভাণ্ডারের সাথে আর আরেক ধাপে ঠান্ডা ভাণ্ডারের সাথে তাপ বিনিময় করে। গরম ভাণ্ডারের এনট্রপি-ক্ষয় কি ঠান্ডা ভাণ্ডারের এনট্রপি-লাভকে ঠিক বাতিল করে?

2 · প্রস্তুতি

  1. entropy-carnot প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। carnot-cycle-এর একই 4-ধাপ কার্নো চক্র 600 K ও 300 K ভাণ্ডারের মধ্যে চলে।
  2. প্রতি-ধাপ তাপ রিডআউট চালু করুন।
  3. চক্রের প্রতিটি ধাপের (1 থেকে 4) জন্য বিনিময়কৃত তাপ পড়ুন এবং সেই ধাপের এনট্রপি অবদান Q_leg/T_leg গণনা করুন।

3 · ডেটা সংগ্রহ করুন

ধাপের নম্বরএই ধাপে বিনিময়কৃত তাপ Q (J)এনট্রপি অবদান ΔS = Q/T (J/K)
1
2
3
4

4 ধাপের এনট্রপি অবদান যোগ করুন। প্রতিটি ধাপের অবদান স্তম্ভচিত্রে আঁকুন, ধাপ 2 ও 4 (রুদ্ধতাপীয়, Q = 0) শূন্য দেখাবে।

4 · বিশ্লেষণ করুন

  1. ধাপ 2 ও 4 (রুদ্ধতাপীয়) এনট্রপিতে শূন্য অবদান রাখে নিশ্চিত করুন — সংজ্ঞাই তাদের Q = 0। ধাপ 1 (Th = 600 K-এ) ও 3 (Tc = 300 K-এ) থেকে অশূন্য অবদান যোগ করুন।
  2. ধাপ 1-এ গ্যাসের শোষিত তাপ হয়ে ওঠে গরম ভাণ্ডারের ত্যাগকৃত তাপ; ধাপ 3-এ গ্যাসের ত্যাগকৃত তাপ হয়ে ওঠে ঠান্ডা ভাণ্ডারের শোষিত তাপ। ব্যাখ্যা করুন কেন পুরো চক্রে ভাণ্ডারদ্বয়ের মিলিত এনট্রপি পরিবর্তন শূন্য হয়ে আসে।

5 · বিস্তার করুন

  1. বাস্তব ইঞ্জিনে ঘর্ষণ ও সসীম-গতির তাপ স্থানান্তর থাকে, দুটোই অনুভমুখী। ব্যাখ্যা করুন কেন বাস্তব চক্রের ভাণ্ডার-এনট্রপি পরিবর্তনগুলো ঠিক বাতিল হবে না, বরং ধনাত্মক নিট এনট্রপি উৎপাদন দেবে — এবং কেন দ্বিতীয় সূত্র সেই নিট উৎপাদন ≥ 0 চায়।
  2. কার্নো চক্রের শূন্য নিট এনট্রপি উৎপাদনই একে “প্রত্যাবর্তী” বলার কারণ — প্রতিটি ধাপ উল্টো চালিয়ে ভাণ্ডারের অবস্থাসহ সবকিছু বাতিল করা যায়। ব্যাখ্যা করুন কেন ধনাত্মক নিট এনট্রপি উৎপাদনের (যেমন ঘর্ষণ) প্রক্রিয়া এভাবে বাতিল করা যায় না।

এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান

আধার এনট্রপি ভারসাম্য

প্রতিটি উৎসের এনট্রপি বদলায় −Q/T দিয়ে যে তাপ সে ছাড়ে (বা +Q/T যে তাপ শোষণ করে), নিজের ধ্রুব তাপমাত্রায়। কার্নোর মতো প্রত্যাবর্তী চক্রে উষ্ণ ও শীতল উৎসের এনট্রপি পরিবর্তন পরস্পরকে ঠিক বাতিল করে: ΔS_net = Qout/Tc − Qin/Th = 0।

← পরীক্ষণে ফিরে যান