வெப்பவியக்கவியல்

குளிர்சாதனம் (தலைகீழ் கார்னோ)

எதிர்திசையில் இயக்குங்கள்: உள்ளீட்ட வேலை குளிர்→சூடு வெப்பத்தை இறைக்கிறது (COP = Tc/(Th−Tc)).

குளிர்சாதனம் (தலைகீழ் கார்னோ) — ஊடாடும் வெப்பவியக்கவியல் உருவகம். எதிர்திசையில் இயக்குங்கள்: உள்ளீட்ட வேலை குளிர்→சூடு வெப்பத்தை இறைக்கிறது (COP = Tc/(Th−Tc)). நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.

குளிர்சாதனம் COP

எதிர்திசையில் இயக்குங்கள்: உள்ளீட்ட வேலை குளிர்→சூடு வெப்பத்தை இறைக்கிறது (COP = Tc/(Th−Tc)).

ஒரு குளிர்சாதனப் பெட்டி என்பது எதிர்திசையில் இயங்கும் ஒரு வெப்ப இயந்திரம்: மின் வேலை, குளிர்ந்த உட்பகுதியிலிருந்து சூடான அறைக்கு வெப்பத்தை இயக்குகிறது. செயல்திறன் எப்போதும் ≤ 1 ஆக இருப்பதற்கு பதிலாக, இறைக்கப்படும் வெப்பம் வழங்கப்பட்ட வேலையை விட பெரியதாக இருக்கலாம்—எனவே செயல்திறன் குணகம் COP = Q_c/W 1-ஐ மிஞ்சலாம்.

• COP = T_c/(T_h−T_c)
• வேலை உள்ளீடு

ஆய்வுச் சுருக்கம்

ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்

சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.

இயக்கும் கேள்வி

கார்னோ சுழற்சியை பின்திசையில் இயக்குவது இயந்திரத்தை குளிர்சாதனப் பெட்டியாக மாற்றுகிறது — நிகர வேலை வெளியே வருவதற்கு பதிலாக உள்ளே செல்கிறது. உண்மையான குளிர்சாதனப் பெட்டி அதன் உள்ளே இருந்து வெப்பத்தை இழுப்பதைப் போல, வாயு இன்னும் குளிர்ந்த தேக்கத்திலிருந்து வெப்பத்தை உறிஞ்சுமா?

நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்

• இல்லை — சுழற்சியை தலைகீழாக்குவது எந்த தேக்கம் வெப்பத்தை உறிஞ்சுகிறது என்பதையும் தலைகீழாக்குகிறது.
• தலைகீழ் சுழற்சி எந்த தேக்கத்துடனும் வெப்பம் பரிமாறுவதில்லை.
• ஆம் — தலைகீழ் சுழற்சி குளிர் பக்கத்திலிருந்து வெப்பத்தை உறிஞ்சி, சூடான பக்கத்தில் அதிக வெப்பத்தை கொட்டுகிறது, அதற்கு உள்ளீட்டு வேலையைப் பயன்படுத்துகிறது.

மாறிகளின் பாத்திரங்கள்

நீங்கள் அமைப்பவை:

• கட்ட எண்

நீங்கள் அளப்பவை:

• கட்டத்தின் இலக்கு கன அளவு V (L)
• இந்த கட்டத்தில் வாயு செய்த வேலை (J)

விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது

1. கார்னோ-குளிர்சாதன முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். கார்னோ-சுழற்சியின் அதே 4 கட்டங்கள் தலைகீழ் வரிசையில் இயங்குகின்றன.
2. ஒவ்வொரு-கட்ட வேலை வாசிப்பையும், குளிரூட்டல்/வெப்பமூட்டல் COP வாசிப்புகளையும் இயக்குங்கள்.
3. சுழற்சியின் ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் (1 முதல் 4 வரை), அந்த கட்டத்தின் இலக்கு கன அளவையும் அந்த கட்டத்தின்போது வாயு செய்த வேலையையும் படியுங்கள்.

ஆளும் சமன்பாடு

குளிர்சாதன செயல்திறன் காரணி — COP = Tc / (Th − Tc)

தலைகீழாக்கப்பட்ட கார்னோ சுழற்சியின் குளிரூட்டல் செயல்திறன் COP_cool = Tc/(Th − Tc) மூலம் அளக்கப்படுகிறது: வழங்கப்படும் அலகு வேலைக்கு குளிர் இடத்திலிருந்து எவ்வளவு வெப்பம் அகற்றப்படுகிறது. சிறிய வெப்பநிலை இடைவெளிகள் சிறந்த (அதிக) COP தருகின்றன.

அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது

• உங்கள் 4 கட்டங்களின் வேலை மதிப்புகளைக் கூட்டுங்கள் — மொத்தம் (வாயு செய்யும் நிகர வேலை) எதிர்மறையாக வர வேண்டும், அதாவது நிகர வேலை வாயுவுக்கு வழங்கப்பட வேண்டும். குளிரூட்டல் COP = Tc/(Th − Tc) = 300/(600−300) = 1.0 மற்றும் வெப்பமூட்டல் COP = Th/(Th − Tc) = 2.0 கணக்கிடுங்கள்.
• இங்கே உள்ள கட்ட வரிசையை கார்னோ-சுழற்சியின் கட்ட வரிசையுடன் ஒப்பிடுங்கள். அதே 4 கட்டங்களின் வரிசையை வெறுமனே தலைகீழாக்குவது, சுழற்சியை இயந்திரத்திலிருந்து (நிகர வேலை வெளியே) குளிர்சாதனப் பெட்டியாக (நிகர வேலை உள்ளே) எவ்வாறு மாற்றுகிறது என்று விளக்குங்கள்.

ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது

• 1.0 குளிரூட்டல் COP என்பது வழங்கப்படும் ஒவ்வொரு 1 J வேலைக்கும் குளிர்சாதனப் பெட்டி குளிர் இடத்திலிருந்து 1 J வெப்பத்தை வெளியே நகர்த்துகிறது என்பதாகும். 2.0 வெப்பமூட்டல் COP (வெப்ப ஏற்றி முறை) என்பது ஒவ்வொரு 1 J வேலைக்கும் சூடான இடத்திற்கு 2 J வெப்பத்தை வழங்குகிறது என்பதாகும். அதே தேக்கங்களுக்கு COP_heat எப்போதும் COP_cool விட சரியாக 1 அதிகமாக இருக்கிறது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
• இயந்திர செயல்திறனைப் போலல்லாமல் (எப்போதும் ≤ 1), COP 1-ஐ மிஞ்ச முடியும் — அது ஆற்றல் அழிவின்மை மீறல் அல்ல. COP > 1 ஏன் சாத்தியம் என்று விளக்குங்கள்: வழங்கப்படும் கூடுதல் ஆற்றல் குளிரூட்டப்படும் தேக்கத்திலிருந்து வருகிறது, எதிலிருந்தும் உருவாவதில்லை.

• 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

1. குளிர்சாதனத்திற்கு (தலைகீழ் கார்னோ) வருக
2. அறையைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
3. இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
4. குளிர்சாதனம் COP
5. பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
6. செய்துவிட்டீர்கள்!

காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.

ஊடாடும் ஆய்வகத்தைத் திற →

ஆய்வகத் தாளைப் பதிவிறக்கு →

வெப்ப இயந்திரங்கள் & கார்னோ செயல்திறன்