வெப்பவியக்கவியல்
ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி
மீளுருவாக்கத்துடன் இரண்டு வெப்பநிலை மாறா + இரண்டு கனஅளவு மாறாக்கள்.
ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி — ஊடாடும் வெப்பவியக்கவியல் உருவகம். மீளுருவாக்கத்துடன் இரண்டு வெப்பநிலை மாறா + இரண்டு கனஅளவு மாறாக்கள். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி
மீளுருவாக்கத்துடன் இரண்டு வெப்பநிலை மாறா + இரண்டு கனஅளவு மாறாக்கள்.
ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி, நிலையான-கனஅளவு படிகளின்போது வெப்பத்தை சேமித்து பின்னர் திருப்பித் தர ஒரு மீளுருவாக்கியைப் பயன்படுத்துகிறது, ஒரு இலட்சிய வடிவமைப்பில் கார்னோ போன்ற செயல்திறனை நெருங்குகிறது. உண்மையான ஸ்டிர்லிங் இயந்திரங்கள், அமைதியான இயக்கம் மற்றும் நெகிழ்வான வெப்ப மூலங்களுக்கு சிக்கலைப் பரிமாறிக்கொள்கின்றன.
- இரு சமவெப்ப + மீளுருவாக்கம்
- இலட்சிய எல்லையில் η_Carnot
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
ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி 2 வெப்பநிலை மாறா கட்டங்களையும் 2 கன அளவு மாறா கட்டங்களையும் பயன்படுத்துகிறது, வெப்பக் காப்பு கட்டங்களே இல்லை. ஒரு சரியான "ரிஜெனரேட்டர்" கன அளவு மாறா கட்டங்களுக்கு இடையே வெப்பத்தை மீண்டும் பயன்படுத்துகிறது என்றால், அதன் செயல்திறன் கொள்கை ரீதியாக கார்னோ மதிப்பை எட்ட முடியும். இலட்சிய ரிஜெனரேட்டர் இல்லாமல், நீங்கள் அளக்கும் எளிய சுழற்சி செயல்திறன் கார்னோ எல்லையை எட்டாமல் இருக்குமா?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- ஆம் — ரிஜெனரேட்டர் இல்லாமல், இந்த சுழற்சியின் மூல செயல்திறன் அதே இரண்டு தேக்க வெப்பநிலைகளுக்கு கார்னோ எல்லைக்கு கீழே இருக்கும்.
- மீளுருவாக்கம் இருந்தாலும் இல்லாவிட்டாலும், செயல்திறன் சரியாக கார்னோ எல்லைக்கு சமம்.
- செயல்திறன் கார்னோ எல்லையை மிஞ்சுகிறது.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- கட்ட எண்
நீங்கள் அளப்பவை:
- கட்டத்தின் இலக்கு கன அளவு V (L)
- இந்த கட்டத்தில் வாயு செய்த வேலை (J)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- ஸ்டிர்லிங்-சுழற்சி முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். 1 mol ஆர்கான், வெப்பநிலை மாறா மற்றும் கன அளவு மாறா கட்டங்களை மட்டுமே பயன்படுத்தி 600 K மற்றும் 300 K இடையே சுழல்கிறது.
- ஒவ்வொரு-கட்ட வேலை வாசிப்பையும் சுழற்சி-செயல்திறன் வாசிப்பையும் இயக்குங்கள்.
- சுழற்சியின் ஒவ்வொரு கட்டத்திற்கும் (1 முதல் 4 வரை), அந்த கட்டத்தின் இலக்கு கன அளவையும் அந்த கட்டத்தின்போது வாயு செய்த வேலையையும் படியுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
சுழற்சி செயல்திறனில் கார்னோ எல்லை — η_c = 1 − Tc / Th
வெப்பநிலைகள் Tc மற்றும் Th இடையே இயங்கும் எந்த சுழற்சியும் — ஸ்டிர்லிங் உட்பட — கார்னோ செயல்திறன் η_c = 1 − Tc/Th-ஐ மிஞ்ச முடியாது. உண்மையான (மீளுருவாக்கமற்ற) ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி இந்த எல்லையை எட்டாது, ஏனெனில் அது கன-அளவு-மாறா-குளிர்தல் கட்டத்தின்போது மீட்கப்படாத வெப்பத்தை வெளியேற்றுகிறது.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- கட்டங்கள் 2 மற்றும் 4 (கன அளவு மாறா) W = 0 காட்டுகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்துங்கள். நிகர சுழற்சி வேலைக்கு எல்லா 4 கட்டங்களின் வேலையையும் கூட்டி, சுழற்சியின் செயல்திறன் வாசிப்பை கார்னோ எல்லை η_c = 1 − 300/600 = 0.5 உடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- இந்த சுழற்சியின் மூல செயல்திறன் (கன அளவு மாறா கட்டங்களின் வெப்பத்தை மீட்கும் இலட்சிய ரிஜெனரேட்டர் இல்லாமல்) 0.5-க்கு கீழே இருக்கும். முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி, கன-அளவு-மாறா-குளிர்தல் கட்டத்தின்போது வெளியேற்றப்படும் வெப்பம், எளிய இயந்திரம் மீட்காத ஆற்றலைக் குறிக்கிறது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- உண்மையான ஸ்டிர்லிங் இயந்திரம் ஒரு ரிஜெனரேட்டரைப் பயன்படுத்துகிறது — கன அளவு மாறா குளிர்தலின்போது வெளியிடப்படும் வெப்பத்தை சேமித்து, கன அளவு மாறா சூடாக்கத்தின்போது திருப்பித் தரும் ஒரு வலை. சரியான ரிஜெனரேட்டர் வெப்பக் காப்பு கட்டங்கள் இல்லாமலேயே இந்த சுழற்சியை கார்னோ செயல்திறனை நெருங்க விடும் ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
- ஸ்டிர்லிங் இயந்திரங்கள், உள் எரிப்பு தேவைப்படுவதற்கு பதிலாக எந்த வெளி வெப்ப மூலத்திலும் (சூரிய, கழிவு வெப்பம், விண்வெளியில் வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் கூட) இயங்குவதற்காக மதிக்கப்படுகின்றன. வெளி சூடாக்கம் கொண்ட மூடிய-சுழற்சி இயந்திரம் அந்த பயன்பாடுகளுக்கு ஏன் கவர்ச்சிகரமாக இருக்கலாம்?
- 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
- ஸ்டிர்லிங் சுழற்சிக்கு வருக
- அறையைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- மீளுருவாக்க சுழற்சி
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.
வெப்ப இயந்திரங்கள் & கார்னோ செயல்திறன்