حرحرکیات

فرنج (الٹا کارنو)

الٹا چلائیں: داخلی کام سرد سے گرم کی طرف حرارت پمپ کرتا ہے (COP = Tc/(Th−Tc))۔

فرنج (الٹا کارنو) — انٹرایکٹو حرحرکیات سیمولیشن۔ الٹا چلائیں: داخلی کام سرد سے گرم کی طرف حرارت پمپ کرتا ہے (COP = Tc/(Th−Tc))۔ لائیو SI پیمائشوں اور رہنما ٹیوٹوریل کے ساتھ مفت براؤزر بیسڈ ورچوئل طبیعیات لیب۔

فرنج COP

الٹا چلائیں: داخلی کام سرد سے گرم کی طرف حرارت پمپ کرتا ہے (COP = Tc/(Th−Tc))۔

فرنج ایک حرارتی انجن ہے جو الٹا چلایا جاتا ہے: برقی کام سرد اندرونی حصے سے گرم کمرے کی طرف حرارت دھکیلتا ہے۔ کارکردگی کا عدد COP = Q_c/W 1 سے زیادہ ہو سکتا ہے کیونکہ پمپ کی گئی حرارت دیے گئے کام سے بڑی ہوتی ہے — کارکردگی کے برعکس، جو ہمیشہ ≤ 1 ہوتی ہے۔

• COP = T_c/(T_h−T_c)
• داخل شدہ کام

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 چکر الٹا چلانا انجن کو ریفرنجریٹر بنا دیتا ہے — صاف کام باہر کے بجائے اندر جاتا ہے۔ کیا گیس اب بھی سرد ذخیرے سے حرارت لیتا ہے، جیسے اصل فرنج اندر سے حرارت نکالتا ہے؟

جانچی جانے والی پیش گوئیاں

• نہیں — چکر الٹنے سے یہ بھی الٹ جاتا ہے کہ کون ذخیرہ حرارت لیتا ہے۔
• الٹا چکر کسی ذخیرے سے حرارت نہیں بدلتا۔
• جی ہاں — الٹا چکر سرد طرف سے حرارت لیتا اور گرم طرف زیادہ حرارت پھینکتا ہے، اندر دیے گئے کام سے۔

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. کارنو فرنج پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ کارنو چکر کے وہی 4 مرحلے الٹی ترتیب سے چلتے ہیں۔
2. فی مرحلہ کام پڑائت اور ٹھنڈک/حرارتی COP پڑائتیں 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

رفرنجریٹر کارکردگی معامل — COP = Tc / (Th − Tc)

پلٹے ہوئے کارنو سائیکل کی کولنگ کارکردگی COP_cool = Tc/(Th − Tc) سے نپی جاتی ہے: فراہم کردہ کام کی فی اکائی پر سرد جگہ سے کتنی حرارت نکالی جاتی ہے۔ چھوٹے درجہ حرارت فرق بہتر (زیادہ) COP دیتے ہیں۔

چھپنے والی ورک شیٹ طلبہ سے کیا کرواتی ہے

• اپنے 4 مرحلوں کے کام جمع کریں — کل (گیس کے ذریعے کیا گیا خالص کام) منفی نکلنا چاہیے، یعنی گیس کو خالص کام فراہم کرنا ضروری ہے۔ کولنگ COP = Tc/(Th − Tc) = 300/(600−300) = 1.0 اور ہیٹنگ COP = Th/(Th − Tc) = 2.0 حساب کریں۔
• یہاں مرحلوں کی ترتیب کارنو چکر کی ترتیب سے موازنہ کریں۔ سمجھائیں کہ انہی 4 مرحلوں کا سلسلہ الٹ دینا کیسے چکر کو انجن (صاف کام باہر) سے ریفرنجریٹر (صاف کام اندر) بدل دیتا ہے۔

لیب سے باہر یہ کہاں سامنے آتا ہے

• 1.0 ٹھنڈک COP کا مطلب فرنج ہر 1 J کام پر 1 J حرارت سرد جگہ سے نکالتا ہے۔ 2.0 حرارتی COP (ہیٹ پمپ موڈ) کا مطلب گرم جگہ کو 2 J حرارت دیتا ہے، ہر 1 J کام پر۔ سمجھائیں کیوں COP_heat ہمیشہ بالکل COP_cool سے 1 زیادہ ہوتا ہے، اسی ذخیروں کے لیے۔
• انجن کارکردگی (ہمیشہ ≤ 1) کے برعکس COP، 1 سے بڑھ سکتا ہے — یہ توانائی بقا کی خلاف ورزی نہیں۔ سمجھائیں کیوں COP > 1 ممکن ہے: دی گئی اضافی توانائی ٹھنڈ ہوتے ذخیرے سے آتی ہے، کچھ سے نہیں بنتی۔

• 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 فرنج میں خوش آمدید
2. چیمبر منتخب کریں
3. چلائیں دبائیں
4. فرنج COP
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