অটো চক্র: পেট্রোল ইঞ্জিনের আদর্শায়িত মডেল

1 · প্রত্যাশা করুন

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?

• 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।

2 · প্রস্তুতি

1. 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।
2. প্রতি-ধাপ কার্য ও তাপ রিডআউট চালু করুন।
3. চক্রের প্রতিটি ধাপের (1 থেকে 4) জন্য ধাপটির লক্ষ্য আয়তন ও সেই ধাপে গ্যাসের সম্পাদিত কার্য পড়ে নিন।

3 · ডেটা সংগ্রহ করুন

সব 4টি ধাপের P-V চিত্র আঁকুন। কোন ধাপগুলো সমআয়তনিক (উল্লম্ব) খণ্ড তা চিহ্নিত করুন এবং সেখানে আপনার কার্য পাঠ 0 নিশ্চিত করুন।

4 · বিশ্লেষণ করুন

1. 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)।
2. এই চক্রের অর্ধেক ধাপে কার্য শূন্য হলেও নিট কার্য ধনাত্মক। ব্যাখ্যা করুন কেবল দুটি রুদ্ধতাপীয় ধাপই কীভাবে নিট ধনাত্মক কার্য-আউটপুট দিতে পারে।

5 · বিস্তার করুন

1. 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।
2. 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?

এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান

← পরীক্ষণে ফিরে যান