ऊष्मागतिकी
प्रशीतक (व्युत्क्रम कार्नो)
उलटा चलाएँ: दी गई कार्य ऊष्मा को ठंडे से गर्म की ओर पंप करती है (COP = Tc/(Th−Tc))।
प्रशीतक (व्युत्क्रम कार्नो) — इंटरैक्टिव ऊष्मागतिकी सिमुलेशन। उलटा चलाएँ: दी गई कार्य ऊष्मा को ठंडे से गर्म की ओर पंप करती है (COP = Tc/(Th−Tc))। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
रेफ्रिजरेटर का COP
उलटा चलाएँ: कार्य से ठंडी→गर्म ऊष्मा (COP = Tc/(Th−Tc))।
रेफ्रिजरेटर एक ऐसा ऊष्मा इंजन है जिसे उल्टा चलाया जाता है: विद्युत कार्य ठंडे भीतरी भाग से ऊष्मा को गर्म कमरे में धकेलता है। प्रदर्शन गुणांक COP = Q_c/W 1 से अधिक हो सकता है क्योंकि पंप की गई ऊष्मा आपूर्ति किए गए कार्य से बड़ी होती है — दक्षता के विपरीत, जो सदैव ≤ 1 होती है।
- COP = T_c/(T_h−T_c)
- कार्य निवेश
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
कार्नोट चक्र को पीछे की ओर चलाने से इंजन रेफ्रिजरेटर में बदल जाता है - नेटवर्क बाहर आने के बजाय अंदर चला जाता है। क्या गैस अभी भी ठंडे जलाशय से गर्मी को अवशोषित करती है, जैसे कोई वास्तविक फ्रिज अपने आंतरिक भाग से गर्मी को बाहर निकालता है?
तौलने की भविष्यवाणी
- नहीं - चक्र को उलटने से यह भी उलट जाता है कि कौन सा जलाशय गर्मी को अवशोषित करता है।
- एक उलटा चक्र किसी भी जलाशय के साथ गर्मी का आदान-प्रदान नहीं करता है।
- हाँ - उलटा चक्र ठंडे पक्ष से गर्मी को अवशोषित करता है और इसे करने के लिए इनपुट कार्य का उपयोग करके गर्म पक्ष में अधिक गर्मी डालता है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- पैर संख्या
आप क्या मापते हैं:
- पैर का लक्ष्य आयतन V (L)
- इस पैर को गैस द्वारा पूरा किया गया कार्य (J)
जाँच कैसे चलती है
- carnot-fridge प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। carnot-cycle के समान 4 पैर उल्टे क्रम में चलते हैं।
- per-leg कार्य रीडआउट और cooling/heating COP रीडआउट सक्षम करें।
- चक्र के प्रत्येक चरण (1 से 4 तक) के लिए, चरण की लक्षित मात्रा और उस चरण के दौरान गैस द्वारा किए गए कार्य को पढ़ें।
शासक समीकरण
रेफ्रिजरेटर के प्रदर्शन का गुणांक — COP = Tc / (Th − Tc)
एक उलटे कार्नोट चक्र के शीतलन प्रदर्शन को COP_cool = Tc/(Th - Tc) द्वारा मापा जाता है: आपूर्ति की गई कार्य की प्रति इकाई ठंडे स्थान से कितनी गर्मी निकाली जाती है। छोटे तापमान अंतराल बेहतर (उच्च) सीओपी देते हैं।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- अपने 4 पैरों के कार्य मूल्यों का योग करें - कुल (गैस द्वारा किया गया शुद्ध कार्य) नकारात्मक आना चाहिए, जिसका अर्थ है कि गैस को शुद्ध कार्य की आपूर्ति की जानी चाहिए। कूलिंग COP = Tc/(Th - Tc) = 300 /(600−300) = 1.0 और हीटिंग COP = Th/(Th - Tc) = 2.0 की गणना करें।
- यहाँ लेग ऑर्डर की तुलना carnot-cycle के लेग ऑर्डर से करें। बताएं कि कैसे समान 4 पैरों के क्रम को उलटने से साइकिल एक इंजन (नेट वर्क आउट) से रेफ्रिजरेटर (नेट वर्क इन) में बदल जाती है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- 1.0 के कूलिंग COP का मतलब है कि फ्रिज आपूर्ति किए गए प्रत्येक 1 J कार्य के लिए 1 J गर्मी को ठंडे स्थान से बाहर ले जाता है। 2.0 (हीट पंप मोड) के हीटिंग COP का मतलब है कि यह प्रति 1 J कार्य के लिए गर्म स्थान पर 2 J गर्मी पहुंचाता है। बताएं कि समान जलाशयों के लिए COP_heat हमेशा COP_cool से बिल्कुल 1 अधिक क्यों होती है।
- इंजन दक्षता (हमेशा ≤ 1 ) के विपरीत, COP 1 से अधिक हो सकता है - यह ऊर्जा संरक्षण का उल्लंघन नहीं है। समझाएं कि COP > 1 क्यों संभव है: वितरित अतिरिक्त ऊर्जा भंडार के ठंडा होने से आती है, न कि किसी चीज़ से निर्मित होने से।
- 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
- कार्नो रेफ्रिजरेटर में आपका स्वागत है
- चैंबर चुनें
- चलाएँ दबाएँ
- रेफ्रिजरेटर का COP
- निरीक्षक खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।