வெப்பவியக்கவியல்

மீள்சுற்றக்கூடிய கார்னோ சுழற்சி — சூட்டு எண்

மீளக்கூடிய கார்னோ சுழற்சி தேக்கங்களுடன் சூட்டு எண்ணைப் பரிமாறுகிறது — நிகர ΔS_univ ≈ 0.

மீள்சுற்றக்கூடிய கார்னோ சுழற்சி — சூட்டு எண் — ஊடாடும் வெப்பவியக்கவியல் உருவகம். மீளக்கூடிய கார்னோ சுழற்சி தேக்கங்களுடன் சூட்டு எண்ணைப் பரிமாறுகிறது — நிகர ΔS_univ ≈ 0. நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.

மீள்சுற்றக்கூடிய சூட்டு எண்

ஒரு மீளக்கூடிய கார்னோ சுழற்சி தேக்கங்களுடன் சூட்டு எண்ணைப் பரிமாறுகிறது — நிகர ΔS_univ ≈ 0.

ஒரு முழு மீளக்கூடிய சுழற்சிக்கு, அமைப்பின் சூட்டு எண் அதன் தொடக்க மதிப்புக்குத் திரும்பும், அதே சமயம் சூடான தேக்கம் Q_h/T_h சூட்டு எண்ணை இழக்க, குளிர்ந்த தேக்கம் அதே அளவு Q_c/T_c சூட்டு எண்ணைப் பெறும். பிரபஞ்சத்தின் மொத்த சூட்டு எண் மாற்றம் பூஜ்யம்—அதிகபட்ச செயல்திறனை வரையறுக்கிறது.

• ΔS_univ = 0 (மீளக்கூடியது)
• சூட்டு எண் பரிமாற்றம்

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

ஒரு கார்னோ இயந்திரம் ஒரு கட்டத்தின்போது சூடான தேக்கத்துடனும் மற்றொரு கட்டத்தின்போது குளிர்ந்த தேக்கத்துடனும் வெப்பம் பரிமாறுகிறது. சூடான தேக்கத்தின் சூட்டு எண் இழப்பு, குளிர்ந்த தேக்கத்தின் சூட்டு எண் ஆதாயத்தை சரியாக ரத்து செய்யுமா?

நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்

• தேக்கங்களின் சூட்டு எண் மாற்றங்கள் ரத்தாகாது; மொத்தத்தில் பூஜ்யமற்ற நிகர சூட்டு எண் மாற்றம் உள்ளது.
• ஆம் — மீள்சுற்றக்கூடிய (கார்னோ) சுழற்சிக்கு, இரண்டு தேக்கங்களின் சூட்டு எண் மாற்றங்கள் சரியாக ரத்தாகி, பூஜ்ய நிகர சூட்டு எண் உருவாக்கம் தருகின்றன.
• தேக்க சூட்டு எண் மாற்றங்கள் வாயுவுடன் பரிமாறப்பட்ட வெப்பத்துடன் தொடர்பில்லை.

மாறிகளின் பாத்திரங்கள்

நீங்கள் அமைப்பவை:

• கட்ட எண்

நீங்கள் அளப்பவை:

• இந்த கட்டத்தில் பரிமாறப்பட்ட வெப்பம் Q (J)
• சூட்டு எண் பங்களிப்பு ΔS = Q/T (J/K)

விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது

1. சூட்டு-எண்-கார்னோ முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். கார்னோ-சுழற்சியின் அதே 4-கட்ட கார்னோ சுழற்சி, 600 K மற்றும் 300 K தேக்கங்களுக்கு இடையே இயங்குகிறது.
2. ஒவ்வொரு-கட்ட வெப்ப வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. சுழற்சியின் ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் (1 முதல் 4 வரை), பரிமாறப்பட்ட வெப்பத்தைப் படித்து, அந்த கட்டத்தின் சூட்டு எண் பங்களிப்பு Q_leg/T_leg கணக்கிடுங்கள்.

ஆளும் சமன்பாடு

தேக்க சூட்டு எண் சமநிலை — ΔS = Qout/Tc − Qin/Th

ஒவ்வொரு தேக்கத்தின் சூட்டு எண்ணும், அது வெளியிடும் வெப்பத்திற்கு −Q/T (அல்லது உறிஞ்சும் வெப்பத்திற்கு +Q/T) அளவு, அதன் சொந்த நிலையான வெப்பநிலையில் மாறுகிறது. கார்னோவைப் போன்ற மீள்சுற்றக்கூடிய சுழற்சிக்கு, சூடான மற்றும் குளிர்ந்த தேக்கங்களின் சூட்டு எண் மாற்றங்கள் சரியாக ரத்தாகும்: ΔS_net = Qout/Tc − Qin/Th = 0.

அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது

• வரையறைப்படி அந்த கட்டங்களுக்கு Q = 0 என்பதால், கட்டங்கள் 2 மற்றும் 4 (வெப்பக் காப்பு) பூஜ்ய சூட்டு எண் பங்களிப்பதை உறுதிப்படுத்துங்கள். கட்டம் 1 (Th = 600 K-இல்) மற்றும் 3 (Tc = 300 K-இல்) இன் பூஜ்யமற்ற பங்களிப்புகளைக் கூட்டுங்கள்.
• கட்டம் 1-இன்போது வாயு உறிஞ்சிய வெப்பம் சூடான தேக்கத்தால் வெளியிடப்பட்ட வெப்பமாக மாறுகிறது; கட்டம் 3-இன்போது வாயு வெளியிட்ட வெப்பம் குளிர்ந்த தேக்கத்தால் உறிஞ்சப்பட்ட வெப்பமாக மாறுகிறது. முழு சுழற்சியிலும் தேக்கங்களின் ஒருங்கிணைந்த சூட்டு எண் மாற்றம் பூஜ்யமாக வருவது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது

• உண்மையான இயந்திரத்தில் உராய்வு மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட-வேக வெப்பப் பரிமாற்றம் உள்ளன, இரண்டும் மீள்சுற்ற முடியாதவை. உண்மையான சுழற்சியின் தேக்க சூட்டு எண் மாற்றங்கள் சரியாக ரத்தாகாமல், நேர்மறை நிகர சூட்டு எண் உருவாக்கம் தரும் ஏன் — மற்றும் இரண்டாம் விதி அந்த நிகர உருவாக்கம் ≥ 0 ஆக இருக்க வேண்டும் என்று ஏன் கோருகிறது என்றும் விளக்குங்கள்.
• கார்னோ சுழற்சியின் பூஜ்ய நிகர சூட்டு எண் உருவாக்கமே அது 'மீள்சுற்றக்கூடியது' என்று அழைக்கப்படுவதற்கான காரணம் — ஒவ்வொரு கட்டத்தையும் பின்திசையில் இயக்கி, தேக்கங்களின் நிலைகள் உட்பட எல்லாவற்றையும் மீட்கலாம். நேர்மறை நிகர சூட்டு எண் உருவாக்கம் கொண்ட செயல்முறை (உராய்வு போன்றது) இந்த வழியில் மீட்க முடியாது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

• 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. மீள்சுற்றக்கூடிய கார்னோ சுழற்சி — சூட்டு எண்ணுக்கு வருக
2. அறையைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
3. இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
4. மீளக்கூடிய சுழற்சியில் சூட்டு எண்
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 →

சூட்டு எண் & இரண்டாம் விதி