కార్నో చక్రం అంతటా ఎన్ట్రోపి సమతుల్యం

1 · ఊహించండి

కార్నో యంత్రం ఒక దశలో వేడి జలాశయంతో, మరో దశలో చల్లని జలాశయంతో ఉష్ణం మార్చుకుంటుంది. వేడి జలాశయపు ఎన్ట్రోపి నష్టం, చల్లని జలాశయపు ఎన్ట్రోపి లాభాన్ని సరిగ్గా రద్దు చేస్తుందా?

• జలాశయాల ఎన్ట్రోపి మార్పులు రద్దు కావు; మొత్తంపై శూన్యేతర నికర ఎన్ట్రోపి మార్పు ఉంటుంది.
• అవును — విపర్యామ్య (కార్నో) చక్రానికి, రెండు జలాశయాల ఎన్ట్రోపి మార్పులు సరిగ్గా రద్దు అవుతాయి, నికర ఎన్ట్రోపి ఉత్పత్తి సున్నా.
• జలాశయ ఎన్ట్రోపి మార్పులకు, వాయువుతో మార్చబడిన ఉష్ణానికి సంబంధం ఉండదు.

2 · అమరిక

1. entropy-carnot ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. carnot-cycle లోని అదే 4-దశ కార్నో చక్రం 600 K, 300 K జలాశయాల మధ్య నడుస్తుంది.
2. దశ-స్థాయి ఉష్ణ రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. చక్రం యొక్క ప్రతి దశకూ (1 నుండి 4 వరకు), మార్చబడిన ఉష్ణాన్ని చదివి, ఆ దశ ఎన్ట్రోపి సహకారం Q_leg/T_leg లెక్కించండి.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ 4 దశల ఎన్ట్రోపి సహకారాలను కలపండి. ప్రతి దశ సహకారాన్ని బార్ చార్ట్‌గా ప్లాట్ చేయండి, దశలు 2, 4 (రుద్ధోష్మ, Q = 0) సున్నా చూపిస్తూ.

4 · విశ్లేషించండి

1. Q = 0 నిర్వచనం ప్రకారం దశలు 2, 4 (రుద్ధోష్మ) సున్నా ఎన్ట్రోపి ఇస్తాయని నిర్ధారించండి. దశ 1 (Th = 600 K వద్ద), దశ 3 (Tc = 300 K వద్ద) శూన్యేతర సహకారాలను కలపండి.
2. దశ 1లో వాయువు శోషించిన ఉష్ణం వేడి జలాశయం వదలబడిన ఉష్ణం; దశ 3లో వాయువు వదలబడిన ఉష్ణం చల్లని జలాశయం శోషించిన ఉష్ణం. పూర్తి చక్రంపై జలాశయాల కలిపిన ఎన్ట్రోపి మార్పు సున్నా అవుతుందో ఎందుకో వివరించండి.

5 · విస్తరించండి

1. నిజమైన యంత్రానికి ఘర్షణ, పరిమిత-వేగ ఉష్ణ బదిలీ ఉంటాయి, రెండూ అవిపర్యామ్యం. నిజమైన చక్రపు జలాశయ ఎన్ట్రోపి మార్పులు సరిగ్గా రద్దు కాక, ధనాత్మక నికర ఎన్ట్రోపి ఉత్పత్తిని ఇస్తాయి — మరియు రెండో నియమం ఆ నికర ఉత్పత్తి ≥ 0 అవ్వాలని ఎందుకు కోరుతుందో వివరించండి.
2. కార్నో చక్రపు సున్నా నికర ఎన్ట్రోపి ఉత్పత్తే దాన్ని “విపర్యామ్యం” అని పిలవడానికి కారణం — ప్రతి దశను వెనుకకు నడిపి, జలాశయాల స్థితులతో సహా ప్రతిదీ తిరిగి చేయగలరు. ధనాత్మక నికర ఎన్ట్రోపి ఉత్పత్తి గల ప్రక్రియ (ఘర్షణ లాగా) ఈ విధంగా తిరగబడలేదు ఎందుకో వివరించండి.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు