الٹا کارنو چکر: ایک ریفرنجریٹر

1 · پیش گوئی

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؟

• 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۔

2 · تیاری

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۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

P-V خاکہ مرحلوں کی ترتیب سے بنائیں۔ سمتِ سفر (گھڑی کی سمت یا الٹ) کارنو چکر تجربے کے خاکے سے موازنہ کریں۔

4 · تجزیہ

1. 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۔
2. 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۔

5 · توسیع

1. 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۔
2. 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۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس