उष्मागतिशास्त्र
प्रत्यावर्ती कार्नो चक्र — एन्ट्रॉपी
प्रत्यावर्ती कार्नो चक्र भांडाऱ्यांशी एन्ट्रॉपीची देवाणघेवाण करते — निव्वळ ΔS_univ ≈ 0.
प्रत्यावर्ती कार्नो चक्र — एन्ट्रॉपी — संवादी उष्मागतिशास्त्र सिम्युलेशन. प्रत्यावर्ती कार्नो चक्र भांडाऱ्यांशी एन्ट्रॉपीची देवाणघेवाण करते — निव्वळ ΔS_univ ≈ 0. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
प्रत्यावर्ती एन्ट्रॉपी
प्रत्यावर्ती कार्नो चक्र भांडाऱ्यांशी एन्ट्रॉपीची देवाणघेवाण करते — निव्वळ ΔS_univ ≈ 0.
पूर्ण प्रत्यावर्ती चक्रासाठी प्रणालीची एन्ट्रॉपी सुरुवातीच्या मूल्यावर परत येते, तर गरम भांडार Q_h/T_h एन्ट्रॉपी गमावते व थंड भांडार समान परिमाणाची Q_c/T_c मिळवते. विश्वाचा एकूण एन्ट्रॉपी-बदल शून्य — हीच कमाल कार्यक्षमतेची व्याख्या.
- ΔS_univ = 0 (प्रत्यावर्ती)
- एन्ट्रॉपी देवाणघेवाण
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
कार्नो इंजिन एका पायरीत गरम भांडाऱ्याशी व दुसऱ्यात थंड भांडाऱ्याशी उष्णता देवाणघेवाण करते. गरम भांडाऱ्याची एन्ट्रॉपी-हानी थंड भांडाऱ्याच्या एन्ट्रॉपी-लाभाला नेमकी रद्द करते का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- भांडाऱ्यांची एन्ट्रॉपी-बदल रद्द होत नाहीत; एकूण शून्य-नसलेला एन्ट्रॉपी-बदल उरतो.
- हो — प्रत्यावर्ती (कार्नो) चक्रासाठी दोन्ही भांडाऱ्यांची एन्ट्रॉपी-बदल नेमकी एकमेकांना रद्द करतात, निव्वळ एन्ट्रॉपी-निर्मिती शून्य.
- भांडार एन्ट्रॉपी-बदल वायूशी झालेल्या उष्णता-देवाणघेवाणीशी निगडित नाहीत.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- पायरी क्रमांक
तुम्ही काय मापता:
- या पायरीत विनिमय झालेली उष्णता Q (J)
- एन्ट्रॉपी-योगदान ΔS = Q/T (J/K)
तपासणी कशी चालते
- एन्ट्रॉपी-कार्नोट प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. कार्नो-चक्राचेच 4-पायरी चक्र 600 K व 300 K भांडाऱ्यांदरम्यान चालते.
- प्रति-पायरी उष्णता वाचन सुरू करा.
- चक्राच्या प्रत्येक पायरीसाठी (1 ते 4), विनिमय झालेली उष्णता वाचा व त्या पायरीचे एन्ट्रॉपी-योगदान Q_leg/T_leg काढा.
मूलभूत समीकरण
साठा एन्ट्रॉपी-संतुलन — ΔS = Qout/Tc − Qin/Th
प्रत्येक भांडार त्याने सोडलेल्या उष्णतेसाठी −Q/T ने (किंवा शोषलेल्यासाठी +Q/T ने) आपल्या स्थिर तापमानावर एन्ट्रॉपी बदलतो. कार्नोसारख्या प्रत्यावर्ती चक्रासाठी गरम व थंड भांडाऱ्यांची एन्ट्रॉपी-बदल नेमकी रद्द होतात: ΔS_net = Qout/Tc − Qin/Th = 0.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- पायरी 2 व 4 (रुद्धोष्म) शून्य एन्ट्रॉपी देतात याची पुष्टी करा — त्या पायऱ्यांसाठी व्याख्येनेच Q = 0. पायरी 1 (Th = 600 K वर) व 3 (Tc = 300 K वर) ची शून्य-नसलेली योगदाने बेरीज करा.
- पायरी 1 मध्ये वायूने शोषलेली उष्णता गरम भांडाऱ्याने सोडलेली उष्णता होते; पायरी 3 मध्ये वायूने सोडलेली उष्णता थंड भांडाऱ्याने शोषलेली होते. पूर्ण चक्राभर भांडाऱ्यांचा एकत्रित एन्ट्रॉपी-बदल शून्य का येतो ते स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- खऱ्या इंजिनात घर्षण व मर्यादित-वेग उष्णता-हस्तांतरण असते — दोन्ही अप्रत्यावर्ती. खऱ्या चक्राची भांडार एन्ट्रॉपी-बदल नेमकी रद्द होणार नाहीत, धन निव्वळ एन्ट्रॉपी-निर्मिती देतील — व दुसरा नियम ती निव्वळ निर्मिती ≥ 0 असण्याची मागणी का करतो ते स्पष्ट करा.
- कार्नो चक्राची शून्य निव्वळ एन्ट्रॉपी-निर्मिती म्हणूनच त्याला 'प्रत्यावर्ती' म्हणतात — प्रत्येक पायरी उलट चालवून सर्व काही, भांडाऱ्यांच्या अवस्थांसह, पूर्ववत करता येईल. धन निव्वळ एन्ट्रॉपी-निर्मिती असलेली प्रक्रिया (घर्षणासारखी) अशी पूर्ववत का होऊ शकत नाही ते स्पष्ट करा.
- 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
- एन्ट्रॉपी कार्नोमध्ये स्वागत आहे
- कक्ष निवडा
- प्ले दाबा
- प्रत्यावर्ती चक्रात एन्ट्रॉपी
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.