ऊष्मागतिकी
उत्क्रमणीय कार्नो चक्र — एंट्रॉपी
उत्क्रमणीय कार्नो चक्र भंडारों के साथ एंट्रॉपी का आदान-प्रदान करता है — शुद्ध ΔS_univ ≈ 0।
उत्क्रमणीय कार्नो चक्र — एंट्रॉपी — इंटरैक्टिव ऊष्मागतिकी सिमुलेशन। उत्क्रमणीय कार्नो चक्र भंडारों के साथ एंट्रॉपी का आदान-प्रदान करता है — शुद्ध ΔS_univ ≈ 0। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
उत्क्रमणीय एन्ट्रॉपी
एक उत्क्रमणीय कार्नो चक्र जलाशयों के साथ एन्ट्रॉपी का आदान-प्रदान करता है — कुल ΔS_univ ≈ 0।
पूर्ण उत्क्रमणीय चक्र में तंत्र की एन्ट्रॉपी अपने प्रारंभिक मान पर लौट आती है, जबकि गर्म जलाशय Q_h/T_h एन्ट्रॉपी खोता है और ठंडा जलाशय समान परिमाण का Q_c/T_c प्राप्त करता है। ब्रह्मांड का कुल एन्ट्रॉपी परिवर्तन शून्य है — यही अधिकतम दक्षता को परिभाषित करता है।
- ΔS_ब्रह्मांड = 0 (उत्क्रमणीय)
- एन्ट्रॉपी विनिमय
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 इंजन एक चरण में गर्म जलाशय के साथ और दूसरे चरण में ठंडे जलाशय के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है। क्या गर्म जलाशय की एन्ट्रॉपी हानि वास्तव में ठंडे जलाशय की एन्ट्रॉपी लाभ को रद्द कर देती है?
तौलने की भविष्यवाणी
- जलाशयों के एन्ट्रॉपी परिवर्तन रद्द नहीं होते; कुल मिलाकर एक शून्येतर नेट एन्ट्रॉपी परिवर्तन है।
- हाँ - एक प्रतिवर्ती (कार्नोट) चक्र के लिए, दो जलाशयों के एन्ट्रॉपी परिवर्तन बिल्कुल रद्द हो जाते हैं, जिससे शून्य शुद्ध एन्ट्रॉपी पीढ़ी मिलती है।
- जलाशय एन्ट्रॉपी परिवर्तन गैस के साथ आदान-प्रदान की गई गर्मी से संबंधित नहीं हैं।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- पैर संख्या
आप क्या मापते हैं:
- हीट ने इस पैर का आदान-प्रदान किया Q (J)
- एन्ट्रॉपी योगदान ΔS = Q/T (J/K)
जाँच कैसे चलती है
- entropy-carnot प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। carnot-cycle के समान 4 -लेग कार्नोट चक्र 600 K और 300 K जलाशयों के बीच चलता है।
- per-leg हीट रीडआउट सक्षम करें।
- चक्र के प्रत्येक चरण (1 से 4 तक) के लिए, विनिमयित ऊष्मा को पढ़ें और उस चरण के एन्ट्रॉपी योगदान की गणना करें Q_leg/T_leg.
शासक समीकरण
जलाशय एन्ट्रॉपी संतुलन — ΔS = Qout/Tc − Qin/Th
प्रत्येक जलाशय की एन्ट्रॉपी उसके द्वारा छोड़ी गई गर्मी के लिए −Q/T (या उसके द्वारा अवशोषित गर्मी के लिए +Q/T) द्वारा अपने निश्चित तापमान पर बदलती है। कार्नोट जैसे प्रतिवर्ती चक्र के लिए, गर्म और ठंडे जलाशयों के एन्ट्रॉपी परिवर्तन बिल्कुल रद्द हो जाते हैं: ΔS_net = Qout/Tc - Qin/Th = 0।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- पुष्टि करें कि पैर 2 और 4 (एडियाबेटिक) शून्य एन्ट्रॉपी का योगदान करते हैं, क्योंकि परिभाषा के अनुसार उन पैरों के लिए Q = 0 है। पैरों 1 (Th = 600 K पर) और 3 (Tc = 300 K पर) से गैर-शून्य योगदान का योग करें।
- लेग 1 के दौरान गैस द्वारा अवशोषित ऊष्मा गर्म जलाशय द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा बन जाती है; लेग 3 के दौरान गैस द्वारा छोड़ी गई गर्मी ठंडे जलाशय द्वारा अवशोषित गर्मी बन जाती है। बताएं कि पूरे चक्र में जलाशयों का संयुक्त एन्ट्रॉपी परिवर्तन शून्य क्यों हो जाता है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- एक वास्तविक इंजन में घर्षण और finite-speed ताप हस्तांतरण होता है, दोनों अपरिवर्तनीय हैं। बताएं कि क्यों एक वास्तविक चक्र के जलाशय एन्ट्रॉपी परिवर्तन बिल्कुल रद्द नहीं होंगे, एक सकारात्मक शुद्ध एन्ट्रॉपी पीढ़ी दे रही है - और दूसरे नियम के लिए यह क्यों आवश्यक है कि शुद्ध पीढ़ी ≥ 0 हो।
- कार्नोट चक्र की शून्य शुद्ध एन्ट्रॉपी पीढ़ी के कारण इसे 'प्रतिवर्ती' कहा जाता है - आप प्रत्येक पैर को पीछे की ओर चला सकते हैं और जलाशयों की स्थिति सहित सब कुछ पूर्ववत कर सकते हैं। बताएं कि सकारात्मक शुद्ध एन्ट्रॉपी पीढ़ी (जैसे घर्षण) वाली प्रक्रिया को इस तरह से पूर्ववत क्यों नहीं किया जा सकता है।
- 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 एन्ट्रॉपी में आपका स्वागत है
- चैंबर चुनें
- चलाएँ दबाएँ
- प्रतिवर्ती चक्र में एन्ट्रॉपी
- निरीक्षक खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।