Teirmidinimic

Timthriall Stirling

Dhá isiteirm + dhá isiocór le athghiniúint.

Timthriall Stirling — insamhladh Teirmidinimic idirghníomhach. Dhá isiteirm + dhá isiocór le athghiniúint. Saotharlann fhisice fíorúil saor sa bhrabhsálaí le tomhais bheo SI agus treoir threoraithe.

Timthriall Stirling

Dhá isiteirm + dhá isiocór le hathghiniúint.

Úsáideann timthriall Stirling athghiniúnóir chun teas a stóráil le linn céimeanna toilleadh-tairisigh agus é a thabhairt ar ais níos déanaí, ag druidim le feidhmíocht Charnot-saghas i ndearadh idéalach. Malartuíonn innill Stirling fíor castacht ar mhaithe le hoibriú níos ciúine agus foinsí teasa solúbtha.

• Dhá isiteirm + athghiniúint
• η_Carnot ag an teorainn idéalach

Achoimre fiosraithe

Pleanáil an cheist sara n-osclaíonn tú an saotharlann

Scáthánóidh an achoimre an leathanach réamh-rindreáilte: ceist thiomána, tuartha iomaíocha, rólanna athróga, dlíthe rialaithe, socrú, anailís agus leideanna forleathnaithe fanacht infheicthe agus san ord seo.

Ceist thiomána

Úsáideann timthriall Stirling 2 chosán isiteirmeach agus 2 chosán isiocórach, gan chosáin aidiaibateacha ar chor ar bith. Is féidir, mar phrionsabal, lena éifeachtúlacht luach Carnot a mheaitseáil dá n-athchúrsálfadh “athghiniúnóir” foirfe teas idir na cosáin isiocóracha. Gan athghiniúnóir idéalach, an dtiteann éifeachtúlacht shimplí an timthrialla a thomhais tú síos ó theorainn Carnot?

Tuartha le meá

• Sea — gan athghiniúnóir, tá éifeachtúlacht amh an timthrialla seo faoi theorainn Carnot don dá theocht chistín céanna.
• Is ionann an éifeachtúlacht agus teorainn Carnot beag beann ar athghiniúint.
• Sáraíonn an éifeachtúlacht theorainn Carnot.

Róil athróga

Cad a shocraíonn tú:

• Uimhir an chosáin

Cad a thomhaiseann tú:

• Toilleadh sprioc an chosáin V (L)
• Obair a dhéanann an gás sa chosán seo (J)

Conas a ritheann an t-imscrúdú

1. Oscail an réamhshocrú stirling-cycle agus brúigh Athshocraigh. Déanann 1 mol d’argón timthriall idir 600 K agus 300 K le cosáin isiteirmeacha agus isiocóracha amháin.
2. Cumasaigh an tóireadóir oibre in aghaidh an chosáin agus léamh éifeachtúlachta an timthrialla.
3. Do gach cosán den timthriall (1 go 4), léigh toilleadh sprioc an chosáin agus an obair a dhéanann an gás le linn an chosáin sin.

Cothromóid rialaithe

Teorainn Carnot ar Éifeachtúlacht Thimthrialla — η_c = 1 − Tc / Th

Ní féidir le haon timthriall atá ag obair idir na teochtaí Tc agus Th — timthriall Stirling san áireamh — éifeachtúlacht Carnot η_c = 1 − Tc/Th a shárú. Titheann timthriall Stirling fíor (gan athghiniúint) gearr den teorainn seo toisc go scaoileann sé teas nár aisghabhadh le linn a chosáin fhuaraithe isiocóraigh.

Cad a iarrann an bhileog inphriontáilte ar dhaltaí a oibriú amach

• Deimhnigh go léiríonn cosáin 2 agus 4 (isiocóracha) W = 0. Suim obair na 4 gcosán ar fad don obair ghlán timthrialla, agus cuir léamh éifeachtúlachta an timthrialla i gcomórtas le theorainn Carnot η_c = 1 − 300/600 = 0.5.
• Fanann éifeachtúlacht amh an timthrialla seo (gan athghiniúnóir idéalach ag aisghabháil teasa na gcosán isiocórach) faoi 0.5. Mínigh, leis an gcéad dlí, cén fáth go seasann an teas a scaoilter le linn an chosáin fhuaraithe isiocóraigh d’fhuinneamh nár aisghabhadh ag an inneall simplí.

Cén áit a bhfeictear é seo lasmuigh den tsaotharlann

• Úsáideann inneall Stirling fíor athghiniúnóir — mogalra a stórálann teas a scaoiltear le linn fuaraithe isiocóraigh agus a thugann ar ais é le linn téimh isiocóraigh. Mínigh cén fáth go ligeann athghiniúnóir foirfe don timthriall seo druidim i dtreo éifeachtúlacht Carnot fiú gan chosáin aidiaibateacha.
• Saor ó éileamh dócháin inmheánaigh, moltar innill Stirling toisc go n-oibríonn siad ar aon fhoinsí teasa sheachtrach (gréine, teas caillte, fiú difríochtaí teochta sa spás). Cén fáth go mbeadh inneall timthriall-dúnta le téamh seachtrach tarraingteach do na feidhmchláir sin?

• 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

1. Fáilte go dtí Timthriall Stirling
2. Roghnaigh an seomra
3. Brúigh Seinn
4. Timthriall athghin
5. Oscail Painéal na nAiríonna
6. Rinne tú é!

Oscail an t-insamhladh idirghníomhach chun an radharc a thógáil, brúigh Seinn, agus iniúch le tomhais bheo agus treoir threoraithe.

Oscail Saotharlann Idirghníomhach →

Íoslódáil an bhileog oibre →

Inill Teasa agus Éifeachtúlacht Carnot