கார்னோ சுழற்சி முழுவதும் சூட்டு எண் சமநிலை

1 · கணிப்பு

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?

• 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.

2 · அமைப்பு

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.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் 4 கட்டங்களின் சூட்டு எண் பங்களிப்புகளைக் கூட்டுங்கள். ஒவ்வொரு கட்டத்தின் பங்களிப்பையும் பட்டை வரைபடமாக வரையுங்கள், கட்டங்கள் 2 மற்றும் 4 (வெப்பக் காப்பு, Q = 0) பூஜ்யம் காட்டும்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. 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.
2. 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.

5 · நீட்டிப்பு

1. 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.
2. 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.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்