حرحرکیات

کارنو سائیکل

سب سے زیادہ کارآمد چکر: η = 1 − Tc/Th۔

کارنو سائیکل — انٹرایکٹو حرحرکیات سیمولیشن۔ سب سے زیادہ کارآمد چکر: η = 1 − Tc/Th۔ لائیو SI پیمائشوں اور رہنما ٹیوٹوریل کے ساتھ مفت براؤزر بیسڈ ورچوئل طبیعیات لیب۔

کارنو کارکردگی

سب سے زیادہ کارآمد چکر: η = 1 − Tc/Th۔

کارنو انجن دو ذخیروں کے درمیان الٹ پذیر طور پر چلتا ہے۔ ہر ٹانگ یا تو ہم حرارت (مستقل T پر حرارت کا تبادلہ) یا اڈیا بیٹک (بغیر حرارت) ہوتی ہے۔ کوئی حقیقی انجن اس کارکردگی سے آگے نہیں جا سکتا کیونکہ ناقابل الٹ پذیری مفید توانائی کو اینٹروپی پیداوار کے طور پر ضائع کرتی ہے۔

• η = 1 − T_c/T_h
• زیادہ سے زیادہ η

تحقیقی خلاصہ

لیب کھولنے سے پہلے سوال کی منصوبہ بندی کریں

یہ خلاصہ اُسی پہلے سے تیار صفحے کا عکس ہے: مرکزی سوال، مقابل پیش گوئیاں، متغیروں کے کام، حاکم قوانین، ترتیب، تجزیہ اور توسیعی سوالات اسی ترتیب میں نظر آتے رہتے ہیں۔

مرکزی سوال

کارنو انجن گیس کو 4 مراحل (ہم درجۂ حرارت پھیلاؤ، آڈایبیٹک پھیلاؤ، ہم درجۂ حرارت بھینچائو، آڈایبیٹک بھینچائو) سے شروع حالت پر لے جاتا ہے۔ کیا مکمل ایک چکر پر گیس کی داخلی توانائی بدلتی ہے؟

جانچی جانے والی پیش گوئیاں

• داخلی توانائی بڑھ جاتی ہے، کیونکہ گیس صاف مثبت کام کرتی ہے۔
• داخلی توانائی شروع قدر پر لوٹ آتی ہے — بند چکر پر صاف تبدیلی صفر۔
• داخلی توانائی چکر پر کم ہو جاتی ہے۔

متغیروں کے کام

جو آپ سیٹ کرتے ہیں:

• مرحلہ عدد

جو آپ ناپتے ہیں:

• مرحلے کا ہدف حجم V (L)
• اس مرحلے میں گیس کا کام (J)

تفتیش کیسے چلتی ہے

1. carnot-cycle پری سیٹ کھولیں اور Reset دبائیں۔ 1 mol آرگون (f = 3) گرم ذخیرہ 600 K اور سرد ذخیرہ 300 K کے درمیان چکر کرتا ہے۔
2. فی مرحلہ کام پڑائت فعال کریں۔
3. چکر کے ہر مرحلے (1 تا 4) کے لیے مرحلے کا ہدف حجم اور گیس کا کام اس مرحلے میں پڑھیں۔

حاکم مساوات

کارنو کارکردگی — η_c = 1 − Tc / Th

گرم ذخیرہ Th اور سرد ذخیرہ Tc کے درمیان چلنے والے کسی بھی حرارتی انجن کی زیادہ سے زیادہ ممکنہ کارکردگی صرف ان کے درجہ حرارت تناسب پر منحصر ہے: η_c = 1 − Tc/Th۔

چھپنے والی ورک شیٹ طلبہ سے کیا کرواتی ہے

• اپنے 4 مرحلوں کے کام کی قدریں جمع کریں۔ مجموعے کا nR(Th − Tc)·ln(2) سے موازنہ کریں (تقریباً، اس سائیکل کے حجم تناسبوں کے لیے)، اور سائیکل کی کارکردگی η = W_net/Qin کا کارنو قدر η_c = 1 − Tc/Th = 1 − 300/600 = 0.5 سے موازنہ کریں۔
• دو مراحل مثبت کام (پھیلاؤ) اور دو منفی کام (بھینچائو) رکھتے ہیں۔ سمجھائیں کیوں پورے چکر پر «صاف» کام پھر بھی مثبت رہتا ہے، اسے حرارتی انجن بناتے ہوئے نہ کہ بے کار لوپ۔

لیب سے باہر یہ کہاں سامنے آتا ہے

• ایک ہی دو ذخیرہ درجات کے درمیان چلنے والی کوئی حقیقی انجن کارنو کارکردگی کو شکست نہیں دے سکتا۔ η_c = 1 − Tc/Th سے وضاحت کریں کہ انجن 100% کارکردگی صرف اُس صورت میں حاصل کر سکتا ہے جب Tc = 0 K ہو — جو طبیعی طور پر ناقابلِ حصول ہے۔
• کارنو چکر مکمل طور پر قابلِ واپسی مراحل سے بنا ہے (ہم درجۂ حرارت اور آڈایبیٹک، دونوں مثالی طور پر لامحدود سست)۔ سمجھائیں کیوں اصل انجن، جس میں رگڑ اور محدود رفتار حرارت منتقلی لازمی ہے، اس مثالی کارکردگی تک کبھی نہیں پہنچ سکتا۔

• 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. کارنو سائیکل میں خوش آمدید
2. چیمبر منتخب کریں
3. چلائیں دبائیں
4. زیادہ سے زیادہ کارکردگی
5. خصوصیات پینل کھولیں
6. آپ نے کر لیا!

انٹرایکٹو سیمولیشن کھولیں، منظر بنائیں، چلائیں اور براہِ راست پیمائشوں اور رہنما ٹیوٹوریل کے ساتھ کھوجیں۔

انٹرایکٹو لیب کھولیں ←

لیب شیٹ ڈاؤن لوڈ کریں ←

حرارتی انجن اور کارنو کارکردگی