کارنو چکر میں انٹروپی توازن

1 · پیش گوئی

کارنو انجن ایک مرحلے میں گرم ذخیرے اور دوسرے میں سرد ذخیرے سے حرارت بدلتا ہے۔ کیا گرم ذخیرے کا انٹروپی نقصان سرد ذخیرے کے انٹروپی فائدے کو بالکل کاٹ دیتا ہے؟

• ذخیروں کے انٹروپی تبدیلی کاٹتے نہیں؛ کل مل کر غیر صاف انٹروپی تبدیلی ہے۔
• جی ہاں — قابلِ واپسی (کارنو) چکر کے لیے دونوں ذخیروں کے انٹروپی تبدیلی بالکل کاٹتے ہیں، صاف انٹروپی پیداوار صفر۔
• ذخیرہ انٹروپی تبدیلی گیس سے بدلی حرارت سے متعلق نہیں۔

2 · تیاری

1. انٹروپی کارنو پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ کارنو چکر جیسا ہی 4 مرحلہ چکر 600 K اور 300 K ذخیروں کے درمیان۔
2. فی مرحلہ حرارت پڑائت فعال کریں۔
3. چکر کے ہر مرحلے (1 تا 4) کے لیے بدلی حرارت پڑھیں اور اس مرحلے کا انٹروپی حصہ Q_leg/T_leg حساب کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

اپنے 4 مرحلوں کی اینٹروپی شراکتیں جمع کریں۔ ہر مرحلے کی شراکت بار چارٹ کے طور پر پلاٹ کریں، اس طرح کہ مرحلے 2 اور 4 (بے حرارت، Q = 0) صفر دکھائیں۔

4 · تجزیہ

1. تصدیق کریں کہ مرحلے 2 اور 4 (بے حرارت) صفر اینٹروپی دیتے ہیں، کیونکہ تعریف کے مطابق ان مرحلوں کے لیے Q = 0 ہے۔ مرحلہ 1 (Th = 600 K پر) اور مرحلہ 3 (Tc = 300 K پر) کی غیر صفر شراکتیں جمع کریں۔
2. مرحلہ 1 میں گیس کی لی حرارت، گرم ذخیرے کی دی حرارت بن جاتی ہے؛ مرحلہ 3 میں گیس کی دی حرارت، سرد ذخیرے کی لی حرارت۔ سمجھائیں کیوں مکمل چکر پر ذخیروں کا مشترک انٹروپی تبدیلی صفر نکلتا ہے۔

5 · توسیع

1. اصل انجن میں رگڑ اور محدود رفتار حرارت منتقلی ہے، دونوں نا واپس۔ سمجھائیں کیوں اصل چکر کے ذخیرہ انٹروپی تبدیلی بالکل کاٹے نہیں جاتے، مثبت صاف انٹروپی پیداوار دیتے — اور کیوں دوسرا قانون اس صاف پیداوار کا ≥ 0 ہونا مانگتا ہے۔
2. کارنو چکر کا صاف صفر انٹروپی پیداوار اسی لیے اسے «قابلِ واپسی» کہتے ہیں — ہر مرحلہ الٹا چلا کر سب، ذخیروں کی حالت سمیت، واپس کیا جا سکتا ہے۔ سمجھائیں کیوں مثبت صاف انٹروپی پیداوار والا عمل (جیسے رگڑ) اس طرح واپس نہیں ہو سکتا۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس