Timthriall Stirling: Cosáin Isiteirmeacha le hAthghiniúint

1 · Tuar

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?

• 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.

2 · Socrú

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.

3 · Bailigh Sonraí

Déan sceitse den léaráid P-V do na 4 chosán ar fad, ag marcáil na 2 dheighleán isiteirmeach (cuartha) agus na 2 dheighleán isiocórach (ingearacha).

4 · Anailísigh

1. 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.
2. 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.

5 · Leathnaigh

1. 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.
2. 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?

An Fhisic atá taobh thiar den Turgnamh seo

← Ar ais chuig an turgnamh

138 Bileog Saothair Fhisice Inphriontáilte Saor