Termodinamik
Kitaran Carnot boleh balik — entropi
Kitaran Carnot boleh balik bertukar entropi dengan takungan -- ΔS_univ bersih ≈ 0.
Kitaran Carnot boleh balik — entropi — simulasi Termodinamik interaktif. Kitaran Carnot boleh balik bertukar entropi dengan takungan -- ΔS_univ bersih ≈ 0. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Entropi boleh balik
Kitaran Carnot boleh balik bertukar entropi dengan takungan -- ΔS_univ bersih ≈ 0.
Untuk satu kitaran boleh balik penuh, entropi sistem kembali ke nilai permulaannya, sementara takungan panas hilang entropi Q_h/T_h dan takungan sejuk memperoleh Q_c/T_c dengan magnitud sama. Perubahan entropi jumlah alam semesta sifar -- inilah takrifan kecekapan maksimum.
- ΔS_univ = 0 (boleh balik)
- Pertukaran entropi
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Enjin Carnot bertukar haba dengan satu takungan panas semasa satu kaki dan satu takungan sejuk semasa kaki lain. Adakah kerugian entropi takungan panas tepat membatalkan penambahan entropi takungan sejuk?
Ramalan untuk ditimbang
- Perubahan entropi takungan tidak saling meniadakan; ada perubahan entropi bersih bukan sifar keseluruhan.
- Ya -- bagi kitaran boleh balik (Carnot), perubahan entropi kedua-dua takungan tepat saling meniadakan, memberi sifar penjanaan entropi bersih.
- Perubahan entropi takungan tidak berkait dengan haba yang ditukar dengan gas.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Nombor kaki
Apa yang anda ukur:
- Haba ditukar kaki ini Q (J)
- Sumbangan entropi ΔS = Q/T (J/K)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset entropi-carnot dan tekan Set semula. Kitaran Carnot 4-kaki yang sama seperti kitaran-carnot berjalan antara takungan 600 K dan 300 K.
- Aktifkan bacaan haba-per-kaki.
- Bagi setiap kaki kitaran (1 hingga 4), baca haba yang ditukar dan kira sumbangan entropi kaki itu Q_leg/T_leg.
Persamaan pengawal
Imbangan Entropi Takungan — ΔS = Qout/Tc − Qin/Th
Entropi setiap takungan berubah sebanyak −Q/T bagi haba yang dilepaskannya (atau +Q/T bagi haba yang diserapnya) pada suhu tetapnya sendiri. Bagi kitaran boleh balik seperti Carnot, perubahan entropi takungan panas dan sejuk tepat saling meniadakan: ΔS_net = Qout/Tc − Qin/Th = 0.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Sahkan kaki 2 dan 4 (adiabatik) menyumbang entropi sifar, kerana Q = 0 bagi kaki itu mengikut takrifan. Jumlahkan sumbangan bukan sifar daripada kaki 1 (pada Th = 600 K) dan 3 (pada Tc = 300 K).
- Haba yang diserap oleh gas semasa kaki 1 menjadi haba yang dilepaskan oleh takungan panas; haba yang dilepaskan oleh gas semasa kaki 3 menjadi haba yang diserap oleh takungan sejuk. Terangkan mengapa perubahan entropi gabungan takungan sepanjang kitaran penuh keluar sifar.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Enjin sebenar mempunyai geseran dan pemindahan haba berkelajuan-terhingga, kedua-duanya tak boleh balik. Terangkan mengapa perubahan entropi takungan kitaran sebenar TIDAK saling meniadakan dengan tepat, memberi penjanaan entropi bersih positif -- dan mengapa hukum kedua mewajibkan penjanaan bersih itu ≥ 0.
- Penjanaan entropi bersih sifar kitaran Carnot ialah sebab ia dipanggil 'boleh balik' -- anda boleh menjalankan setiap kaki songsang dan membatalkan segalanya, termasuk keadaan takungan. Terangkan mengapa proses dengan penjanaan entropi bersih positif (seperti geseran) tidak boleh dibatalkan dengan cara ini.
- 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
- Selamat datang ke Entropi Carnot
- Pilih kebuk itu
- Tekan Main
- Entropi dalam kitaran boleh balik
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.