ශීතකරණය
සහල්. 2.31. තාප එන්ජිම
තාපකය
එන්ජිම වැඩ කරන තරලය
2.12 තාප යන්ත්ර
කෙටියෙන් කිවහොත්, තාප එන්ජින් තාපය වැඩ බවට පරිවර්තනය කරයි, නැතහොත්, අනෙක් අතට, තාපය බවට පත් කරයි.
තාප එන්ජින් ඒවායේ සිදුවන ක්රියාවලීන්ගේ දිශාව අනුව වර්ග දෙකකි.
1. තාප එන්ජින් බාහිර ප්රභවයකින් තාපය යාන්ත්රික වැඩ බවට පරිවර්තනය කරයි.
කාර් එන්ජිම අභ්යන්තර දහනයමෙය උදාහරණයක් තාප එන්ජිම. එය ඉන්ධන දහනයේදී නිකුත් වන තාපය මෝටර් රථයේ යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කරයි.
2. ශීතකරණ යන්ත්ර නිසා අඩු රත් වූ සිරුරක සිට වැඩි රත් වූ ශරීරයකට තාපය මාරු කරයි යාන්ත්රික වැඩබාහිර මූලාශ්රය.
ඔබේ මහල් නිවාසයේ ඇති ගෘහාශ්‍රිත ශීතකරණයක් ශීතකරණ යන්ත්‍රයකට උදාහරණයකි. එය තාපය ඉවත් කරයි ශීතකරණ කුටියසහ අවට අවකාශය වෙත සම්ප්රේෂණය වේ.
මෙම වර්ගයේ තාප එන්ජින් වඩාත් විස්තරාත්මකව සලකා බලමු.
2.12.1 තාප එන්ජින්
ශරීරයක් මත වැඩ කිරීම එහි අභ්යන්තර ශක්තිය වෙනස් කිරීමේ එක් ක්‍රමයක් බව අපි දනිමු: සිදු කරන ලද කාර්යය ශරීරය තුළ දිය වී යන බව පෙනේ, අහඹු චලනයේ සහ එහි අංශු අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ ශක්තිය බවට හැරේ.
තාප එන්ජිමක් යනු, ඊට පටහැනිව, ශරීරයේ "අවුල් සහගත" අභ්යන්තර ශක්තියෙන් ප්රයෝජනවත් කාර්යයක් ලබා ගන්නා උපකරණයකි. තාප එන්ජිම සොයා ගැනීම මානව ශිෂ්ටාචාරයේ මුහුණුවර රැඩිකල් ලෙස වෙනස් කළේය.
තාප එන්ජිමක ක්රමානුරූප සටහන පහත පරිදි නිරූපණය කළ හැක (රූපය 2.31). මෙම රූප සටහනේ මූලද්රව්ය අදහස් කරන්නේ කුමක්දැයි සොයා බලමු.
එන්ජිමේ වැඩ කරන තරලය ගෑස් වේ. එය විස්තාරනය කරයි, පිස්ටන් චලනය වන අතර එමගින් ප්රයෝජනවත් යාන්ත්ර විද්යාව සිදු කරයි.
තාක්ෂණික වැඩ.
නමුත් බාහිර බලවේග අභිබවා වායුව ප්රසාරණය කිරීමට බල කිරීම සඳහා, එය උෂ්ණත්වයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ උෂ්ණත්වයකට රත් කිරීම අවශ්ය වේ. පරිසරය. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ඉන්ධන දහනය කිරීමෙන් වායුව තාපකය සමඟ සම්බන්ධ වේ.
ඉන්ධන දහනය කිරීමේදී සැලකිය යුතු ශක්තියක් නිකුත් වන අතර ඉන් කොටසක් වායුව උණුසුම් කිරීමට යොදා ගනී. වායුව තාපකයෙන් Q1 තාප ප්රමාණය ලබා ගනී. මෙම තාපය නිසා එන්ජිම ප්රයෝජනවත් කාර්යයක් ඉටු කරයි A.
මේ සියල්ල පැහැදිලිය. ශීතකරණයක් යනු කුමක්ද සහ එය අවශ්ය වන්නේ ඇයි?
එක් ගෑස් ප්රසාරණයකින්, අපට ලැබෙන තාපය හැකි තරම් කාර්යක්ෂමව භාවිතා කළ හැකි අතර එය සම්පූර්ණයෙන්ම වැඩ බවට පරිවර්තනය කළ හැකිය. සඳහා
මෙය සිදු කිරීම සඳහා, වායුව සමෝෂ්ණ ලෙස ප්රසාරණය විය යුතුය: තාප ගති විද්යාවේ පළමු නියමය, අප දන්නා පරිදි, මෙම නඩුවේ A = Q1 අපට ලබා දෙයි.
නමුත් කිසිවකුට එකවර පුළුල් කිරීමක් අවශ්ය නොවේ. එන්ජිම චක්‍රීයව ක්රියා කළ යුතු අතර, පිස්ටන් චලනයන් වරින් වර පුනරාවර්තනය වීම සහතික කරයි. එබැවින්, ප්රසාරණය අවසන් වූ පසු, වායුව සම්පීඩනය කළ යුතු අතර, එය එහි මුල් තත්වයට ගෙන එයි.
ප්රසාරණ ක්රියාවලියේදී, වායුව යම් ධනාත්මක වැඩ A1 සිදු කරයි. සම්පීඩන ක්රියාවලියේදී, වායුව මත ධනාත්මක වැඩ A2 සිදු කරනු ලැබේ (සහ වායුව විසින්ම ඍණාත්මක කාර්යය A2 සිදු කරයි). අවසානයේ දී ප්රයෝජනවත් කාර්යයක්චක්‍රයකට වායුව: A = A1 A2.
ඇත්ත වශයෙන්ම, A > 0, හෝ A2 තිබිය යුතුය< A1 (иначе никакого смысла в двигателе нет). Сжимая газ, мы должны совершить меньшую работу, чем совершил газ при расширении.
මෙය සාක්ෂාත් කර ගන්නේ කෙසේද? පිළිතුර: ප්‍රසාරණයට වඩා අඩු පීඩන යටතේ වායුව සම්පීඩනය කරන්න. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, pV රූප සටහනේ සම්පීඩන ක්රියාවලිය විස්තාරණ ක්‍රියාවලියට පහළින් යා යුතුය, එනම් චක්රය දක්ෂිණාවර්තව ඉදිරියට යා යුතුය (රූපය 2.32).
සහල්. 2.32. තාප එන්ජින් චක්රය
උදාහරණයක් ලෙස, රූපයේ ඇති චක්රයේ, ප්‍රසාරණයේදී වායුව විසින් සිදු කරන කාර්යය වක්ර trapezoid V1 1a2V2 ප්‍රදේශයට සමාන වේ. ඒ හා සමානව, සම්පීඩනය කිරීමේදී වායුවක් විසින් සිදු කරනු ලබන කාර්යය වක්ර trapezoid V1 1b2V2 ප්‍රදේශයට අඩු ලකුණක් සමඟ සමාන වේ. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, එක් චක්‍රයකට වායුවේ A කාර්යය ධනාත්මක වන අතර චක්ර ප්රදේශය 1a2b1 ට සමාන වේ.
හරි, නමුත් අඩු වක්‍රයක් ඔස්සේ, එනම් අඩු පීඩන සහිත ප්රාන්ත හරහා වායුව එහි මුල් තත්ත්වයට ආපසු යාමට ඔබ බල කරන්නේ කෙසේද? එය කවදාදැයි අපි මතක තබා ගනිමු පරිමාව ලබා දී ඇතඋෂ්ණත්වය අඩු වන තරමට වායු පීඩනය අඩු වේ. එබැවින්, සම්පීඩිත විට, වායුව අඩු උෂ්ණත්වයන් සහිත ප්රාන්ත හරහා යා යුතුය.
මෙය හරියටම ශීතකරණයක් යනු: සම්පීඩන ක්රියාවලියේදී වායුව සිසිල් කිරීම සඳහා. ශීතකරණය වායුගෝලය (අභ්යන්තර දහන එන්ජින් සඳහා) හෝ සිසිලන ගලා යන ජලය (සඳහා වාෂ්ප ටර්බයින).
සිසිලන විට, වායුව ශීතකරණයට නිශ්චිත තාප Q2 ලබා දෙයි. චක්‍රයකට වායුව මගින් ලැබෙන මුළු තාප ප්රමාණය Q1 Q2 ට සමාන වේ. තාප ගති විද්යාවේ පළමු නියමයට අනුව:
Q1 Q2 = A + U;
මෙහි U යනු චක්‍රයකට වායුවේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනසයි. එය ශුන්‍යයට සමාන වේ: U = 0, වායුව එහි මුල් තත්වයට පැමිණ ඇති බැවින් (සහ අභ්යන්තර ශක්තිය, අපට මතක ඇති පරිදි, රාජ්‍යයේ ශ්‍රිතයකි). ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, එක් චක්රයක් සඳහා ගෑස් කාර්යය සමාන වේ:
A = Q1 Q2: |
ඔබට පෙනෙන පරිදි, ඒ< Q1 : не удаётся полностью превратить в работу поступающее от нагревателя тепло. Часть теплоты приходится отдавать холодильнику для обеспечения цикличности процесса.
කාර්
ශීතකරණය
සහල්. 2.33 ශීතකරණ යන්ත්රය
තාපකය
ශීතකරණ වැඩ කරන තරල
ඉන්ධන දහනය කිරීමේ ශක්තිය යාන්ත්රික වැඩ බවට පරිවර්තනය කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයේ දර්ශකයක් වන්නේ සංගුණකයයි ප්රයෝජනවත් ක්රියාවතාප එන්ජිම.
තාප කාර්යක්ෂමතාවඑන්ජිම යනු යාන්ත්රික වැඩ A හි තාප ප්රමාණයට අනුපාතයයි
ඔබට Q1 හීටරයෙන් ලැබුණි:
A:Q1
සම්බන්ධය (2.12) සැලකිල්ලට ගනිමින්, අපට ද ඇත
Q 1Q 2 | |||
තාප එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාව, අප දකින පරිදි, සෑම විටම එකමුතුවට වඩා අඩුය. උදාහරණයක් ලෙස, වාෂ්ප ටර්බයිනවල කාර්යක්ෂමතාව ආසන්න වශයෙන් 25% ක් වන අතර අභ්යන්තර දහන එන්ජින්වල කාර්යක්ෂමතාව ආසන්න වශයෙන් 40% කි.
2.12.2 ශීතකරණ යන්ත්ර
එදිනෙදා අත්දැකීම් සහ භෞතික අත්හදා බැලීම් අපට පවසන්නේ තාප හුවමාරු ක්රියාවලියේදී තාපය වැඩි රත් වූ ශරීරයකින් අඩු රත් වූ ශරීරයකට මාරු වන නමුත් අනෙක් අතට නොවේ. තාප හුවමාරුව හේතුවෙන් ශක්තිය ස්වයංසිද්ධව සීතල ශරීරයකින් උණුසුම් එකක් වෙත මාරු වන ක්රියාවලීන් කිසි විටෙකත් නිරීක්ෂණය වී නොමැත, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස සීතල ශරීරය තවත් සිසිල් වන අතර උණුසුම් ශරීරය තවත් උණුසුම් වේ.
මෙහි ප්රධාන වචනය ¾ඉබේම. ඔබ බාහිර බලශක්ති ප්‍රභවයක් භාවිතා කරන්නේ නම්, සීතල ශරීරයකින් තාපය උණුසුම් එකක් වෙත මාරු කිරීමේ ක්රියාවලිය සිදු කළ හැකිය. ශීතකරණ යන්ත්ර කරන්නේ මෙයයි.
තාප එන්ජිමක් හා සසඳන විට, ශීතකරණ යන්ත්රයේ ක්රියාවලීන් ප්රතිවිරුද්ධ දිශාවට (රූපය 2.33).
ශීතකරණ යන්ත්රයක වැඩ කරන තරලය ද හැඳින්වේ
ප්‍රසාරණයේදී තාපය අවශෝෂණය කරන අතර සම්පීඩනයේදී තාපය මුදාහරියි21.
ශීතකරණ යන්ත්රයක ශීතකරණය යනු තාපය ඉවත් කරන ලද ශරීරයකි. ශීතකරණය වැඩ සම්ප්රේෂණය කරයි
ශරීරයට (ගෑස්) තාප Q2 ප්රමාණය, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස වායුව ප්රසාරණය වේ.
සම්පීඩනය අතරතුර, වායුව තාප Q1 තාපකයට උණුසුම් ශරීරයකට මාරු කරයි. එවැනි තාප හුවමාරුවක් සිදු වීමට නම්, වායුව වැඩිපුර සම්පීඩනය කළ යුතුය ඉහළ උෂ්ණත්වයන්ඔවුන් ව්යාප්තිය තුළ වඩා. මෙය කළ හැක්කේ බාහිර ප්‍රභවයක් (උදාහරණයක් ලෙස විදුලි මෝටරයක්) විසින් සිදු කරන ලද A0 කාර්යය නිසා පමණි. එබැවින්, තාප ප්රමාණය
ඔබ, තාපකය වෙත සම්ප්රේෂණය, හැරෙනවා වැඩි ප්රමාණයක්සීතලෙන් ලබාගත් තාපය
dilnik, A0 හි අගය අනුව:
Q1 = Q2 + A0:
21 සැබෑ ශීතකරණ ඒකකවල, සිසිලනකාරකය අඩු තාපාංකයක් සහිත වාෂ්පශීලී ද්‍රාවණයක් වන අතර, එය වාෂ්පීකරණයේදී තාපය ලබාගෙන ඝනීභවනය හරහා එය මුදාහරියි.
22 සැබෑ ශීතකරණ ඒකක වලදී, විදුලි මෝටරය වාෂ්පකාරකය තුළ අඩු පීඩනයක් ඇති කරයි, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ශීතකාරකය තාපාංකය හා තාපය ඉවත් කරයි; ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ධාරිත්‍රකයක විදුලි මෝටරය නිර්මාණය කරයි අධි රුධිර පීඩනය, ශීතකාරකය ඝනීභවනය වන අතර තාපය මුදාහරියි.
මේ අනුව, pV රූප සටහනේ, ශීතකරණ යන්ත්රයේ වැඩ චක්රය වාමාවර්තව යයි. චක්ර ප්රදේශය බාහිර මූලාශ්රයකින් සිදු කරන ලද කාර්යය A0 වේ (රූපය 2.34).
සහල්. 2.34. චිලර් චක්රය
ශීතකරණ යන්ත්රයක ප්රධාන අරමුණ වන්නේ යම් ටැංකියක් (උදාහරණයක් ලෙස, ශීතකරණයක්) සිසිල් කිරීමයි. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, මෙම ජලාශය ශීතකරණයේ කාර්යභාරය ඉටු කරයි, සහ පරිසරය තාපකයක් ලෙස සේවය කරයි ජලාශයෙන් ඉවත් කරන ලද තාපය එය තුලට විසුරුවා හරිනු ලැබේ.
ශීතකරණ යන්ත්රයක කාර්යක්ෂමතාව පිළිබඳ දර්ශකයකි කාර්ය සාධන සංගුණකය, බාහිර ප්‍රභවයක කාර්යයට ශීතකරණයෙන් ඉවත් කරන ලද තාප අනුපාතයට සමාන වේ:
Q A 2 0:
ශීතකරණ සංගුණකය එකකට වඩා වැඩි විය හැක. සැබෑ ශීතකරණවල එය ආසන්න වශයෙන් 1 සිට 3 දක්වා අගයන් ගනී.
තව එකක් තියෙනවා සිත්ගන්නා යෙදුම: චිලර් තාප පොම්පයක් ලෙස ක්රියා කළ හැකිය. එවිට එහි අරමුණ වන්නේ පරිසරයෙන් ඉවත් කරන ලද තාපය හේතුවෙන් යම් ජලාශයක් (උදාහරණයක් ලෙස, කාමරයක් උණුසුම් කිරීම) උණුසුම් කිරීමයි. IN මේ අවස්ථාවේ දීමෙම ටැංකිය තාපකය වන අතර පරිසරය ශීතකරණය වනු ඇත.
කාර්ය සාධන දර්ශකය තාප පොම්පයවැඩ කිරීමට රත් වූ ජලාශයට මාරු කරන තාප ප්‍රමාණයේ අනුපාතයට සමාන තාපන සංගුණකයක් ලෙස සේවය කරයි
බාහිර මූලාශ්රය:
Q A 1 0:
සැබෑ තාප පොම්පවල තාපන සංගුණක අගයන් සාමාන්යයෙන් 3 සිට 5 දක්වා පරාසයක පවතී.
2.12.3 Carnot තාප එන්ජිම
තාප එන්ජිමක වැදගත් ලක්ෂණ වන්නේ චක්රය තුළ වැඩ කරන තරලයේ ඉහළම සහ අඩු උෂ්ණත්වයයි. මෙම අගයන් පිළිවෙලින් තාපක උෂ්ණත්වය සහ ශීතකරණ උෂ්ණත්වය ලෙස හැඳින්වේ.
තාප එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාවය එකමුතුවට වඩා බෙහෙවින් අඩු බව අපි දැක ඇත්තෙමු. ස්වාභාවික ප්රශ්නයක් පැන නගී: තාප එන්ජිමක ඇති ඉහළම කාර්යක්ෂමතාවය කුමක්ද? ස්ථාවර අගයන්තාපක උෂ්ණත්වය T1 සහ ශීතකරණයේ උෂ්ණත්වය T2?
උදාහරණයක් ලෙස, එන්ජිම ක්රියාකාරී තරලයේ උපරිම උෂ්ණත්වය 1000 K, සහ අවම වශයෙන් 300 K. එවැනි එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාවයේ න්යායික සීමාව කුමක්ද?
මෙම ප්රශ්නයට පිළිතුර 1824 දී ප්රංශ භෞතික විද්යාඥ සහ ඉංජිනේරුවෙකු වන Sadi Carnot විසින් ලබා දෙන ලදී. ඔහු විශිෂ්ට තාප එන්ජිමක් නිර්මාණය කර පර්යේෂණ කළේය කදිම වායුවලෙස
වැඩ කරන තරලය. මෙම යන්ත්රය ක්රියා කරන්නේ සමෝෂ්ණ දෙකකින් සහ ඇඩියාබට් දෙකකින් සමන්විත Carnot චක්රයක් මත ය.
Carnot යන්ත්රයේ සෘජු චක්රය සලකා බලන්න, දක්ෂිණාවර්තව ගමන් කරයි (රූපය 2.35). මෙම අවස්ථාවේදී, යන්ත්රය තාප එන්ජිමක් ලෙස ක්රියා කරයි.
ටී 23
සහල්. 2.35 Carnot චක්රය
isotherm 1! 2. අඩවියේ 1! 2, වායුව උෂ්ණත්ව තාපකය T1 සමඟ තාප ස්පර්ශයට ගෙන එනු ලබන අතර සමෝෂ්ණ ලෙස ප්රසාරණය වේ. තාප Q1 ප්රමාණය තාපකයෙන් ලැබෙන අතර මෙම කොටසෙහි සම්පූර්ණයෙන්ම වැඩ බවට පරිවර්තනය වේ: A12 = Q1.
Adiabata 2! 3. පසුකාලීන සම්පීඩනය සඳහා, වායුව වැඩි කලාපයකට මාරු කිරීම අවශ්ය වේ අඩු උෂ්ණත්වයන්. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, වායුව තාප පරිවරණය කර ඇති අතර පසුව 2 වන කොටසෙහි ප්රසාරණය වේ! 3. ප්රසාරණය වන විට, වායුව ධනාත්මක වැඩ A23 සිදු කරයි, මේ නිසා එහි අභ්යන්තර ශක්තිය අඩු වේ: U23 = A23.
isotherm 3! 4. තාප පරිවාරක ඉවත් කරනු ලැබේ, වායුව T2 උෂ්ණත්වයේ දී ශීතකරණය සමඟ තාප ස්පර්ශයට ගෙන එනු ලැබේ. සමෝෂ්ණ සම්පීඩනය සිදු වේ. වායුව තාප Q2 ප්රමාණය ශීතකරණයට මාරු කරන අතර ඍණාත්මක වැඩ A34 = Q2 සිදු කරයි.
Adiabata 4! 1. වායුව එහි මුල් තත්වයට ගෙන ඒම සඳහා මෙම කොටස අවශ්ය වේ. adiabatic සම්පීඩනය අතරතුර, වායුව ඍණාත්මක A41 කාර්යයක් සිදු කරයි, සහ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස ධනාත්මක වේ: U41 = A41. වායුව ආරම්භක උෂ්ණත්වය T1 වෙත රත් වේ.
Carnot මෙම චක්රයේ කාර්යක්ෂමතාව සොයා ගත්තේය (ගණනය කිරීම්, අවාසනාවකට මෙන්, පාසල් විෂය මාලාවේ විෂය පථයෙන් ඔබ්බට යන්න):
T 1T 2 | |||
එපමණක්ද නොව, ඔහු එය ඔප්පු කළේය චක්රය කාර්යක්ෂමතාවහීටර උෂ්ණත්වය T1 සහ සිසිල් උෂ්ණත්වය T2 සහිත සියලුම තාප එන්ජින් සඳහා Carnot උපරිම වේ.
එබැවින්, ඉහත උදාහරණයේ (T1 = 1000 K, T2 = 300 K) අපට ඇත්තේ:
උපරිම =1000 300 = 0;7 (= 70%): 1000
වෙනත් ක්‍රියාදාමයන් නොව සමතාප සහ ඇඩියාබාට් භාවිතා කිරීමේ ප්‍රයෝජනය කුමක්ද? සමෝෂ්ණ හා අධිතාප ක්රියාවලීන් Carnot යන්ත්රය ආපසු හැරවිය හැකි බව පෙනේ. එය වෙනත් උපාංග සම්බන්ධ නොකර, එකම හීටරය සහ ශීතකරණය අතර ප්‍රතිලෝම චක්‍රයක (වාමාවර්තව) ධාවනය කළ හැක. මෙම අවස්ථාවේදී, Carnot යන්ත්රය ශීතකරණ යන්ත්රයක් ලෙස ක්රියා කරනු ඇත.
කාර්නොට් යන්ත්රයක් දෙපැත්තටම ධාවනය කිරීමේ හැකියාව තාප ගති විද්යාවේ ඉතා වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. උදාහරණ වශයෙන්, මෙම කරුණ Carnot චක්රයේ උපරිම කාර්යක්ෂමතාවයේ සාධනයෙහි සබැඳියක් ලෙස සේවය කරයි. අපි තාප ගති විද්යාවේ දෙවන නියමය පිළිබඳ මීළඟ ලිපියෙන් මේ වෙත නැවත පැමිණෙමු.
දේශනය: තාප එන්ජින්වල මෙහෙයුම් මූලධර්ම
තාප එන්ජිම
තාප එන්ජිමතාපය වැඩ බවට පරිවර්තනය කළ හැකි පද්ධතියක් හෝ, අනෙක් අතට, තාපය නිපදවීමට ක්රියා කරයි.
තාප එන්ජින් ප්රධාන වර්ග දෙකක් තිබේ:
1. තාපය වැඩ බවට පරිවර්තනය කළ හැකි පද්ධති. එවැනි පද්ධති ලෙස හැඳින්වේ තාප එන්ජින් . මෙම තාප එන්ජින් මෝටර් රථ එන්ජින්වල පදනම වේ. මෝටර් රථයක් චලනය වීමට නම් එන්ජිම වැඩ කළ යුතුය. මෙම කාර්යය ඉටු කිරීම සඳහා ඉන්ධන දහනය වේ.
2. වැඩ කිරීමෙන් සිරුරු සිසිල් කළ හැකි පද්ධති බාහිර බලවේග. එවැනි පද්ධති ලෙස හැඳින්වේ ශීතකරණ යන්ත්ර. අපගේ නිවසේ ශීතකරණය ශීතකරණ යන්ත්රයක මූලධර්මය මත පදනම් වේ. බාහිර බලවේග විසින් සිදු කරන ලද කාර්යය හේතුවෙන් එයට සපයන ඕනෑම තාපයක් යන්ත්රයෙන් පිටත ඉවත් කරනු ලැබේ.
ඕනෑම තාප එන්ජිමක් වැඩ කරන ශරීරයක්, ශීතකරණයක් සහ තාපකයකින් සමන්විත වේ.
තාප එන්ජින්
මෙම යන්ත්රය පදාර්ථයේ ව්යුහාත්මක ඒකකවල අඛණ්ඩ චලනයෙන් කාර්යය නිස්සාරණය කිරීමේ මූලධර්මය මත පදනම් වේ. මෙම නව නිපැයුම නව තාක්ෂණික ප්‍රගතියක යුගයකට දොර විවර කළේය.
මෙම යන්ත්රය සඳහා වැඩ කරන තරලය ගෑස් වේ. එය රත් වන විට, එන්ජිම පිස්ටන් චලනය වන අතර එමගින් වැඩ කරයි. වායුව පුළුල් කිරීම සඳහා තාපකයක් එයට සම්බන්ධ වේ. වායු උෂ්ණත්වය පරිසර උෂ්ණත්වයට වඩා වැඩි වූ විට පමණක් ප්රසාරණය වනු ඇත.
ඉන්ධන දහනය කිරීමේදී ප්‍රමාණවත් ශක්තියක් මුදා හරින අතර ඒවායින් බොහොමයක් වැඩ කිරීමට යයි
Q1 = A1
තාප එන්ජිමක ශීතකරණයක් ඉටු කරන කාර්යභාරය කුමක්දැයි දැන් අපි සොයා බලමු. යන්ත්රය නිරන්තරයෙන් ක්රියා කිරීම සඳහා, වායුව පුළුල් වී හැකිලීම අවශ්ය වේ - මෙම අවස්ථාවේ දී, පිස්ටනය වරින් වර එහි මුල් ස්ථානයට පැමිණේ. එමනිසා, ශීතකරණය තාපය මාරු කිරීමෙන් වායුව සිසිල් කරයි: Q2 = A2
මෙම අවස්ථාවේදී, ප්රයෝජනවත් කාර්යය සමාන වනු ඇත: A = A1 - A2
සිසිලන කාර්යය අඩු වීම සඳහා, එය ප්රස්ථාරයේ පෙන්වා ඇති පරිදි අඩු පීඩනයකින් සිදු කළ යුතුය.
කොහෙද Q1 - Q2 = A, A- ප්රයෝජනවත් කාර්යයක්.
කාර්යක්ෂමතාව සෑම විටම එකමුතුකමට වඩා අඩු බව සඳහන් කිරීම වටී. එපමණක් නොව, අපි බොහෝ විට කාර්යක්ෂමතාව 50% ට වඩා අඩු තාප එන්ජින් භාවිතා කරමු.
ශීතකරණ යන්ත්ර
පෙර කොටස්වල සඳහන් කළ පරිදි, අඩු රත් වූ ශරීරයක සිට වැඩි රත් වූ ශරීරයකට තාපය ස්වයංසිද්ධව මාරු කිරීමට යම් පද්ධතියකට බල කළ නොහැක. කෙසේ වෙතත්, මෙහි ප්රධාන වචනය ස්වයංසිද්ධ වේ. බාහිර වැඩ මූලාශ්රයක ආධාරයෙන්, මෙය තවමත් හැකි ය. ශීතකරණ යන්ත්රය එවැනි ක්රියාවලීන් පමණක් සිදු කරයි.
ගලීනා ඩෙනිසෙන්කෝ 06.02.2016 11:31
gm යනු තාප එන්ජිමේ හීටරය මගින් මාරු කරන තාපය නම්, කාර්යය ගණනය කරනු ලබන්නේ වෙනස ලෙස මිස ශීතකරණයේ gm සහ Q හි එකතුව නොවේ. කරුණාකර පරික්ෂා කරන්න නිවැරදි විකල්පයපිළිතුරු දී "4" වෙනුවට "3" යන්න. ස්තූතියි, ගෞරවයෙන් Denisenko G.B. භෞතික විද්‍යා ගුරුවරයා.
ඇන්ටන්
ගැටළු තත්ත්වය වැරදියි. බව පෙන්වා දී ඇත, එබැවින් එය එකතු කළ යුතුය.
අමුත්තා 03.03.2016 19:29
සුබ දිනක්!
පහත සඳහන් හේතු නිසා මෙම ගැටලුවේ තත්ත්වය වැරදි බව මම විශ්වාස කරමි.
ගැටළු ප්‍රකාශයේ සඳහන් වන්නේ “යන්ත්රයේ ක්රියාකාරී තරලය සම්ප්රේෂණය වන බවයි
ශීතකරණ Qcold තාප ප්රමාණය< 0". Но если Qхол - это
වැඩ කරන තරලයෙන් ශීතකරණයට මාරු කරන ලද තාප ප්රමාණය, පසුව ලකුණ
Qcol > 0 - යනු තාපය ගලා යන දිශාවයි - ශීතකරණයේ සිට දක්වා
තාපකය, සහ ලකුණ (ගැටළු ප්‍රකාශයේ මෙන්) Qcold වේ< 0 - означает, что
තාප ප්රවාහය ශීතකරණයේ සිට තාපකය (!) වෙත යොමු කෙරේ
තාප ගති විද්යාවේ දෙවන නියමයට (නීතියට) පටහැනියි!
සම්ප්රදායිකව, Qcol යනු වැඩ කරන තරලය මගින් මාරු කරන තාප ප්රමාණයයි
ශීතකරණය, - ශුන්‍යයට වඩා වැඩි අගයක් (ධනාත්මක), එනම්
තාප ගති විද්යාවේ නීතිවලට අනුකූල වීම පිළිබිඹු කරයි.
කාර්යක්ෂමතාව සඳහා සූත්රය තාප එන්ජිම n = (Q1+Q2)/Q1 (ලකුණ සමඟ
Q1 සහ Q2 අතර "+") සමහර අධ්‍යාපනික සහ යොමුවල අඩංගු වේ
සාහිත්යය, නමුත් මෙම අවස්ථාවේ දී එය Q1 තාප ප්රමාණය බව විශ්වාස කෙරේ,
හීටරයෙන් සේවකයාට ලැබුණු ශරීරය, සහ Q2 යනු මුදලයි
ශීතකරණයෙන් වැඩ කරන තරලයෙන් ලැබෙන තාපය, Q2 අතර< 0 ,
සහ එයින් අදහස් වන්නේ එයයි වැඩ කරන තරලයප්‍රමාණය ශීතකරණයට සම්ප්රේෂණය කරයි
තාපය -Q2 (අඩු ලකුණක් සමඟ). බලන්න, උදාහරණයක් ලෙස: Yavorsky B.M. සහ
ඩෙට්ලාෆ් ඒ.ඒ. භෞතික විද්යාවේ අත්පොත: 2වන සංස්කරණය, සංශෝධිත. - එම්., නිවස
භෞතික හා ගණිත සාහිත්‍ය කතුවැකි කාර්යාලය, 1985, - 119 පිටුව, 7 ඡේදය.
ඉහත කරුණු සැලකිල්ලට ගනිමින්, මෙම ගැටලුවේ කොන්දේසි සහ එහි විසඳුම බව මම විශ්වාස කරමි
ඒ අනුව සංශෝධනය කළ යුතුය (නිවැරදි කළ යුතුය).
අනෙක් අතට නිෂ්පාදනය ම ය
"නිවැරදි" සූත්‍ර තෝරාගැනීම ඔබ අසමානතාවයේ ලකුණ නිවැරදි කළත්, ටිකක් මෝඩයි.
අවංකවම, Ershov Alexander Petrovich, Dr. භෞතික විද්යාව සහ ගණිතය විද්යාව, මහාචාර්ය, පිපිරුම් භෞතික විද්‍යා රසායනාගාරයේ ප්‍රධානියා
Hydrodynamics ආයතනය නමින් නම් කර ඇත. එම්.ඒ. Lavrentieva
රුසියානු විද්‍යා ඇකඩමියේ සයිබීරියානු ශාඛාව
http://www.hydro.nsc.ru/structure/persons/index.php?id=68
අමුත්තා 05.03.2016 16:41
හිතවත් සංස්කාරක! තාප ගති විද්යාවේ රීතියක් ඇත: Q යනු ශරීරයක් විසින් නිකුත් කරන ලද තාප ප්රමාණය ලෙස ගතහොත්, Q>0 යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ තාප ප්රවාහය ශරීරයෙන් වෙනත් ශරීරයකට (ශරීරයට) යොමු වන බවයි (ශරීරයේ තාපය නැති වේ Q ප්රමාණය), සහ Q<0 при этом означает, что поток тепла направлен к телу (тело получает тепло в количестве |Q|). Поэтому, условие Qхол<0 означает, что рабочее тело фактически не передало, а получило от холодильника количество теплоты |Qхол|, а это - абсурд. Пожалуйста, верно расставляйте акценты в оценке данного обстоятельства: это не просто некорректность условия задачи, а явная ошибка составителей данной задачи, показывающая их достаточно низкий уровень. Всего Вам доброго и успехов в Ваших начинаниях.
මාතෘකාව: "තාප එන්ජිමක් ක්රියාත්මක කිරීමේ මූලධර්මය. ඉහළම කාර්යක්ෂමතාවයෙන් යුත් තාප එන්ජිම."
පෝරමය:පරිගණක තාක්ෂණය භාවිතයෙන් ඒකාබද්ධ පාඩම.
ඉලක්ක:
- මිනිස් ජීවිතයේ තාප එන්ජිමක් භාවිතා කිරීමේ වැදගත්කම පෙන්වන්න.
- සැබෑ තාප එන්ජින්වල ක්‍රියාකාරිත්වයේ මූලධර්මය සහ Carnot චක්රය අනුව ක්රියාත්මක වන කදිම එන්ජිමක් අධ්‍යයනය කරන්න.
- සැබෑ එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීමට හැකි ක්රම සලකා බලන්න.
- සිසුන් තුළ කුතුහලය වර්ධනය කිරීම, තාක්ෂණික නිර්මාණශීලීත්වය පිළිබඳ උනන්දුව, විද්යාඥයින් සහ ඉංජිනේරුවන්ගේ විද්යාත්මක ජයග්රහණවලට ගරු කිරීම.
පාඩම් සැලැස්ම.
නැත. |
ප්රශ්න |
කාලය |
| 1 | නවීන තත්වයන් තුළ තාප එන්ජින් භාවිතා කිරීමේ අවශ්යතාව පෙන්වන්න. | |
| 2 | "තාප එන්ජිම" සංකල්පය පුනරාවර්තනය කිරීම. තාප එන්ජින් වර්ග: අභ්යන්තර දහන එන්ජින් (කාබ්යුරේටරය, ඩීසල්), වාෂ්ප සහ ගෑස් ටර්බයින, ටර්බෝජෙට් සහ රොකට් එන්ජින්. | |
| 3 | නව න්යායික ද්රව්ය පැහැදිලි කිරීම. තාප එන්ජිමක රූප සටහන සහ ව්යුහය, මෙහෙයුම් මූලධර්මය, කාර්යක්ෂමතාව. Carnot චක්රය, කදිම තාප එන්ජිම, එහි කාර්යක්ෂමතාව. සැබෑ සහ පරමාදර්ශී තාප එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාව සංසන්දනය කිරීම. |
|
| 4 | ගැටලුවේ විසඳුම අංක 703 (ස්ටෙපනෝවා), අංක 525 (බෙන්ඩ්රිකොව්). | |
| 5 | තාප එන්ජින් ආකෘතියක් සමඟ වැඩ කිරීම. |
|
| 6 | සාරාංශ කිරීම. ගෙදර වැඩ § 33, ගැටළු අංක 700 සහ අංක 697 (ස්ටෙපනෝවා) |
න්යායික ද්රව්ය
අතීතයේ සිටම මිනිසාට අවශ්ය වී ඇත්තේ ශාරීරික වෙහෙසෙන් නිදහස් වීමට හෝ යමක් චලනය කිරීමේදී එය ලිහිල් කිරීමට, වැඩි ශක්තියක් සහ වේගයක් ලබා ගැනීමටය.
ගුවන් යානා බුමුතුරුණු, හතේ ලීග සපත්තු සහ මායාකාරියන් යෂ්ටියක රැල්ලක් සමඟ දුර රටවලට පුද්ගලයෙකු රැගෙන යාම පිළිබඳ ජනප්‍රවාද නිර්මාණය විය. අධික බරක් රැගෙන යන විට, මිනිසුන් කරත්ත නිර්මාණය කළේ එය පෙරළීමට පහසු බැවිනි. ඉන්පසු ඔවුන් සතුන් අනුවර්තනය කළහ - ගවයන්, මුවන්, බල්ලන් සහ බොහෝ විට අශ්වයන්. කරත්ත සහ මැදිරි දර්ශනය වූයේ එලෙස ය. මැදිරිවලදී, මිනිසුන් සුවපහසුව සොයමින්, ඔවුන් වඩ වඩාත් වැඩිදියුණු කළහ.
වේගය වැඩි කිරීමට මිනිසුන්ගේ ආශාව ද ප්‍රවාහන සංවර්ධන ඉතිහාසයේ සිදුවීම් වෙනස් කිරීම වේගවත් කළේය. ග්‍රීක “ඔටෝස්” - “තමන්” සහ ලතින් “මොබිලිස්” - “ජංගම”, “ස්වයං-ප්‍රචලිත”, වචනාර්ථයෙන් “ස්වයං-ජංගම” යන විශේෂණය යුරෝපීය භාෂාවලින් සෑදී ඇත.
එය ඔරලෝසු, ස්වයංක්‍රීය බෝනික්කන්, සියලු වර්ගවල යාන්ත්‍රණ සඳහා, පොදුවේ, පුද්ගලයෙකුගේ “අඛණ්ඩව”, “වැඩිදියුණු කිරීම” සඳහා එකතු කිරීමක් ලෙස සේවය කරන සෑම දෙයකටම අදාළ වේ. 18 වන ශතවර්ෂයේදී, ඔවුන් මිනිස් බලය වෙනුවට වාෂ්ප බලය භාවිතා කිරීමට උත්සාහ කළ අතර ධාවන පථ රහිත කරත්ත සඳහා "කාර්" යන යෙදුම යෙදූහ.
1885-1886 දී සොයා ගන්නා ලද සහ ඉදිකරන ලද අභ්යන්තර දහන එන්ජිමක් සහිත පළමු “ගැසොලින් කාර්” වලින් මෝටර් රථයක වයස ආරම්භ වන්නේ ඇයි? වාෂ්ප හා බැටරි (විදුලි) කාර්ය මණ්ඩලය ගැන අමතක කරනවා වගේ. කාරණය නම් අභ්යන්තර දහන එන්ජිම ප්‍රවාහන තාක්ෂණයේ සැබෑ විප්ලවයක් සිදු කළ බවයි. දිගු කලක් තිස්සේ, එය මෝටර් රථයක් පිළිබඳ අදහසට වඩාත්ම අනුකූල වූ අතර එම නිසා දිගු කලක් එහි ප්රමුඛ ස්ථානය රඳවා ගත්තේය. අද වන විට අභ්යන්තර දහන එන්ජින් සහිත වාහනවල කොටස ගෝලීය මාර්ග ප්‍රවාහනයෙන් 99.9% කට වඩා වැඩිය.<උපග්රන්ථය 1 >
තාප එන්ජිමක ප්රධාන කොටස්
නවීන තාක්ෂණයේ දී යාන්ත්රික ශක්තිය ප්රධාන වශයෙන් ඉන්ධන අභ්යන්තර ශක්තියෙන් ලබා ගනී. අභ්යන්තර ශක්තිය යාන්ත්රික ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වන උපාංග තාප එන්ජින් ලෙස හැඳින්වේ.<උපග්රන්ථය 2 >
හීටරයක් ලෙස හැඳින්වෙන උපකරණයක ඉන්ධන දහනය කිරීමෙන් වැඩ කිරීම සඳහා, ඔබට සිලින්ඩරයක් භාවිතා කළ හැකිය, එහි වායුව රත් කර පුළුල් කර පිස්ටනයක් චලනය කරයි.<උපග්රන්ථය 3 > පිස්ටනය චලනය වීමට හේතු වන වායුව, එහි ප්රසාරණය, ක්රියාකාරී තරලය ලෙස හැඳින්වේ. වායුව ප්රසාරණය වන්නේ එහි පීඩනය බාහිර පීඩනයට වඩා වැඩි බැවිනි. නමුත් වායුව ප්රසාරණය වන විට එහි පීඩනය අඩු වන අතර ඉක්මනින් හෝ පසුව එය බාහිර පීඩනයට සමාන වනු ඇත. එවිට වායුවේ ප්රසාරණය අවසන් වන අතර එය වැඩ කිරීම නවත්වනු ඇත.
තාප එන්ජිමේ ක්රියාකාරිත්වය නතර නොවන පරිදි කළ යුත්තේ කුමක්ද? එන්ජිම අඛණ්ඩව ක්රියාත්මක වීමට නම්, පිස්ටනය, වායුව ප්රසාරණය කිරීමෙන් පසු, සෑම අවස්ථාවකම එහි මුල් ස්ථානයට නැවත පැමිණීම, වායුව එහි මුල් තත්වයට සම්පීඩනය කිරීම අවශ්ය වේ. වායුවක සංකෝචනය සිදුවිය හැක්කේ බාහිර බලයක බලපෑම යටතේ පමණි, මෙම අවස්ථාවේ දී එය ක්රියා කරයි (මෙම නඩුවේ වායු පීඩන බලය ඍණාත්මක ක්රියා කරයි). මෙයින් පසු, ගෑස් ප්රසාරණය සහ සම්පීඩන ක්රියාවලීන් නැවතත් සිදු විය හැක. මෙයින් අදහස් කරන්නේ තාප එන්ජිමක ක්රියාකාරිත්වය ප්රසාරණය සහ සම්පීඩනය වරින් වර පුනරාවර්තන ක්රියාවලීන් (චක්ර) වලින් සමන්විත විය යුතු බවයි.
රූප සටහන 1 මඟින් වායු ප්‍රසාරණයේ ක්‍රියාවලි චිත්‍රක ලෙස පෙන්වයි (රේඛාව AB) සහ මුල් පරිමාවට සම්පීඩනය (රේඛාව CD).ප්‍රසාරණයේදී වායුව මඟින් සිදු කරන කාර්යය ධනාත්මක වේ ( AF > 0 ABEF. සම්පීඩනය කිරීමේදී වායුව මගින් සිදු කරන කාර්යය සෘණාත්මක වේ (එසේ නම් ඒ.එෆ්.< 0
) සහ සංඛ්යාත්මකව රූපයේ ප්‍රදේශයට සමාන වේ CDEF.මෙම චක්රය සඳහා ප්රයෝජනවත් කාර්යය සංඛ්යාත්මකව වක්ර යටතේ ඇති ප්රදේශ වල වෙනසට සමාන වේ ABසහ සීඩී(පින්තූරයේ සෙවන ලද).
හීටරයක්, වැඩ කරන තරලයක් සහ ශීතකරණයක් තිබීම ඕනෑම තාප එන්ජිමක අඛණ්ඩ චක්රීය ක්රියාකාරිත්වය සඳහා මූලික වශයෙන් අවශ්ය කොන්දේසියකි.
තාප එන්ජින් කාර්යක්ෂමතාව
වැඩ කරන තරලය, තාපකයෙන් නිශ්චිත තාප Q 1 ප්රමාණයක් ලබා ගනිමින්, මෙම තාප ප්රමාණයෙන් කොටසක්, මාපාංකය |Q2|, ශීතකරණයට ලබා දෙයි. එබැවින්, කරන ලද කාර්යය විශාල විය නොහැක A = Q 1 - |Q 2 |.හීටරයෙන් ප්රසාරණය වන වායුව මගින් ලැබෙන තාප ප්රමාණයට මෙම කාර්යයේ අනුපාතය ලෙස හැඳින්වේ කාර්යක්ෂමතාවතාප එන්ජිම:
සංවෘත චක්රයක් තුළ ක්රියාත්මක වන තාප එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාව සෑම විටම එකකට වඩා අඩුය. තාප විදුලි ඉංජිනේරු විද්යාවෙහි කාර්යය වන්නේ කාර්යක්ෂමතාව හැකි තරම් ඉහළ මට්ටමකට ගෙන ඒම, එනම්, හීටරයෙන් ලැබෙන තාපය හැකි තරම් වැඩ නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කිරීමයි. මෙය සාක්ෂාත් කරගත හැක්කේ කෙසේද?
ප්‍රථම වතාවට, සමෝෂ්ණතා සහ ඇඩියාබාට් වලින් සමන්විත වඩාත් පරිපූර්ණ චක්රීය ක්රියාවලිය 1824 දී ප්රංශ භෞතික විද්යාඥ සහ ඉංජිනේරු S. Carnot විසින් යෝජනා කරන ලදී.
Carnot චක්රය.
වායුව සිලින්ඩරයක ඇති බව උපකල්පනය කරමු, එහි බිත්ති සහ පිස්ටන් තාප පරිවාරක ද්රව්ය වලින් සාදා ඇති අතර, පතුලේ ඉහළ තාප සන්නායකතාවයකින් යුත් ද්රව්යයක් සාදා ඇත. වායුව විසින් අල්ලා ගන්නා ලද පරිමාව සමාන වේ V 1.
අපි සිලින්ඩරය හීටරය සමඟ සම්බන්ධ කර ගනිමු (රූපය 2) වායුවට සමතාපව ප්රසාරණය වීමට සහ වැඩ කිරීමට අවස්ථාව ලබා දෙමු. . වායුව තාපකයෙන් යම් තාප ප්රමාණයක් ලබා ගනී Q 1.මෙම ක්රියාවලිය ප්‍රස්ථාරිකව නිරූපණය වන්නේ සම තාප (වක්‍රය) මගිනි AB).
වායු පරිමාව නිශ්චිත අගයකට සමාන වන විට V 1'< V 2 ,
සිලින්ඩරයේ පතුල තාපකයෙන් හුදකලා වේ ,
මෙයින් පසු, වායුව පරිමාව දක්වා ප්රසාරණය වේ V 2,සිලින්ඩරයේ ඇති පිස්ටන්හි හැකි උපරිම ආඝාතයට අනුරූප වේ (අඩියාබැටික් හිරු) මෙම අවස්ථාවේ දී, වායුව උෂ්ණත්වයකට සිසිල් කරනු ලැබේ T 2< T 1 .
සිසිල් කරන ලද වායුව දැන් උෂ්ණත්වයකදී සමෝෂ්ණ ලෙස සම්පීඩනය කළ හැක T2.මෙය සිදු කිරීම සඳහා, එය එකම උෂ්ණත්වය සහිත ශරීරයක් සමඟ ස්පර්ශ කළ යුතුය T 2,එනම් ශීතකරණයක් සමඟ ,
සහ බාහිර බලයක් මගින් වායුව සම්පීඩනය කරන්න. කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්රියාවලියේදී වායුව එහි මුල් තත්වයට ආපසු නොයනු ඇත - එහි උෂ්ණත්වය සෑම විටම වඩා අඩු වනු ඇත T 1.
එබැවින්, සමෝෂ්ණ සම්පීඩනය යම් අතරමැදි පරිමාවකට ගෙන එනු ලැබේ V 2 '>V 1(සම තාපය සීඩී) මෙම අවස්ථාවේ දී, වායුව ශීතකරණයට යම් තාපයක් ලබා දෙයි Q2,එය මත සිදු කරන ලද සම්පීඩන කාර්යයට සමාන වේ. මෙයින් පසු, වායුව පරිමාවකට සම්පීඩිත වේ V 1,ඒ සමගම එහි උෂ්ණත්වය ඉහළ යයි T 1(අඩිබටික් ඩී.ඒ.) දැන් වායුව එහි මුල් තත්වයට පැමිණ ඇති අතර එහි පරිමාව V 1 ට සමාන වේ, උෂ්ණත්වය - T1,පීඩනය - පි 1, සහ චක්රය නැවත නැවතත් කළ හැක.
ඉතින්, වෙබ් අඩවියේ ABCගෑස් වැඩ කරයි (A > 0),සහ වෙබ් අඩවියේ CDAගෑස් මත සිදු කරන ලද වැඩ (ඒ< 0).
අඩවි වල හිරුසහ ක්රි.වවැඩ සිදු කරනු ලබන්නේ වායුවේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස්කම් හේතුවෙන් පමණි. අභ්යන්තර ශක්තිය වෙනස් වීමෙන් UBC =-UDA, එවිට adiabatic ක්රියාවලීන් තුළ කාර්යය සමාන වේ: ABC = -ADA.එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, එක් චක්‍රයකට කරන ලද සම්පූර්ණ කාර්යය තීරණය වන්නේ සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලි (අංශ) තුළ සිදු කරන කාර්යයේ වෙනස මගිනි. ABසහ සීඩී) සංඛ්යාත්මකව, මෙම කාර්යය චක්ර වක්‍රයෙන් සීමා වූ රූපයේ ප්‍රදේශයට සමාන වේ ABCD.
ඇත්ත වශයෙන්ම ප්රයෝජනවත් කාර්යයක් බවට පරිවර්තනය වන්නේ තාප ප්රමාණයෙන් කොටසක් පමණි QT,හීටරයෙන් ලැබුණු, සමාන වේ QT 1 – |QT 2 |.ඉතින්, Carnot චක්රයේ දී, ප්රයෝජනවත් කාර්යයක් A = QT 1 – |QT 2 |.
S. Carnot විසින් පෙන්වා ඇති පරිදි පරිපූර්ණ චක්‍රයක උපරිම කාර්යක්ෂමතාව තාපක උෂ්ණත්වය අනුව ප්‍රකාශ කළ හැක. (T 1)සහ ශීතකරණය (T 2):
IN සැබෑ එන්ජින්පරමාදර්ශී සමෝෂ්ණ සහ ආඩියාබාටික් ක්රියාවලීන්ගෙන් සමන්විත චක්රයක් ක්රියාත්මක කිරීමට නොහැකි ය. එබැවින්, සැබෑ එන්ජින්වල සිදු කරන ලද චක්රයේ කාර්යක්ෂමතාව සෑම විටම Carnot චක්රයේ කාර්යක්ෂමතාවයට වඩා අඩුය (හීටර් සහ ශීතකරණවල එකම උෂ්ණත්වවලදී):
සූත්‍රයේ දැක්වෙන්නේ හීටරයේ උෂ්ණත්වය වැඩි වන අතර ශීතකරණයේ උෂ්ණත්වය අඩු වන තරමට එන්ජිමේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි වන බවයි.
ගැටලුව අංක 703
එන්ජිම Carnot චක්රය අනුව ක්රියා කරයි. 17 o C හි නියත ශීතකරණ උෂ්ණත්වයකදී තාපකයේ උෂ්ණත්වය 127 සිට 447 o C දක්වා වැඩි කළහොත් තාප එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාව වෙනස් වන්නේ කෙසේද?
ගැටලුව අංක 525
නිර්වචනය කරන්න එන්ජින් කාර්යක්ෂමතාවසමඟ ඉන්ධන කිලෝ ග්රෑම් 1.5 ක් අවශ්ය වූ ට්රැක්ටරය නිශ්චිත තාපයදහනය 4.2 · 107 J/kg.
මාතෘකාව පිළිබඳ පරිගණක පරීක්ෂණයක් පැවැත්වීම.<උපග්රන්ථය 4 > තාප එන්ජින් ආකෘතියක් සමඟ වැඩ කිරීම.
තාප එන්ජිමක ප්රධාන කොටස්.යාන්ත්රික කටයුතු සිදු කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති තාප එන්ජිමක් තිබිය යුතු ප්රධාන කොටස් මොනවාදැයි සොයා බලමු A"තාප ප්රමාණය නිසා ප්‍රශ්නය, ඉන්ධන දහනය කිරීමෙන් ලබා ගනී. සාමාන්යයෙන්, තාප එන්ජින්වලදී, යාන්ත්රික කටයුතු සිදු කරනු ලබන්නේ ප්රසාරණය වන වායුව මගිනි. ප්රසාරණය අතරතුර ක්රියා කරන වායුවක් ලෙස හැඳින්වේ වැඩ කරන ශරීරය.වැඩ කරන තරලය බොහෝ විට වාතය හෝ ජල වාෂ්ප වේ. රත් වූ විට එහි උෂ්ණත්වය හා පීඩනය වැඩිවීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ගෑස් ප්රසාරණය සිදු වේ. වැඩ කරන තරල තාපය ලබා ගන්නා උපකරණයකි Q,කියලා තාපකය.
තාප එන්ජිමක සරල කළ ආකෘතියක් වාතයෙන් පිරුණු සිලින්ඩරයකින් සහ පිස්ටනයකින් සමන්විත වේ.
අපි පිස්ටන් මත ස්කන්ධ ශරීරයක් තබමු ටී,බරක් ක්‍රියාව යටතේ සිලින්ඩරයේ වායුව සම්පීඩනය කිරීමට එරෙහිව මීට පෙර පියවර ගෙන තිබීම (උදාහරණයක් ලෙස, පිස්ටනය තවදුරටත් පහත දැමීම වැළැක්වීම සඳහා සිලින්ඩරය තුළ විශේෂ නැවතුම් ස්ථාපනය කිරීමෙන්). අපි සිලින්ඩරයට යටින් තාපකයක් තබමු. සිලින්ඩරයේ වායුව රත් වන විට, එහි පීඩනය වැඩි වේ, නමුත් නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී T2 පීඩනය ළඟා වන තෙක් පරිමාව නොවෙනස්ව පවතී. rg,එහි බර සහිත පිස්ටන් බර මිලි ග්රෑම් සහ වායුගෝලීය පීඩනයේ බලය සමාන වේ පි1 එස්, පිස්ටන් මත වායු පීඩනයේ බලය සමඟ සමාන වේ rgඑස්. මෙම ක්රියාවලිය isochore එකකට අනුරූප වේ.
වායුව තවදුරටත් රත් කිරීමත් සමඟ පිස්ටන් චලනය වනු ඇත. වායුව මත බරක් සහිත පිස්ටනයේ පීඩනය නියතව පවතී, එබැවින් ප්රසාරණය සමස්ථානික නියමයකට අනුව සිදු වේ. උසකට බරක් ඔසවන විට hසිට සිලින්ඩරයේ ගෑස් පරිමාව වැඩි වේ V1දක්වා වී2, සමස්ථානික වායු ප්රසාරණ ක්රියාවලිය අවසානයේ උෂ්ණත්වය T3 අගයට ළඟා වේ. මෙම ක්රියාවලිය isobar එකකට අනුරූප වේ . පිස්ටනය සිලින්ඩරයේ මුදුනේ ඇති සීමාව ස්පර්ශ කරන විට, බර ඉවත් කර උනුසුම් වීම නතර කරන්න. ඉලක්කය සපුරා ඇත, බර ඉවත් කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, එවැනි ඉවත දැමිය හැකි යන්ත්රයක් ප්රායෝගික උනන්දුවක් නොවේ. තවත් බරක් එසවීම සඳහා, පිස්ටන් අඩු කිරීම අවශ්ය වේ, එනම්, වායුව සම්පීඩනය කරන්න. නමුත් ඔබ පරිමාවට T3 උෂ්ණත්වයේ වායුවක් සම්පීඩනය කරන්නේ නම් වී1, එවිට වායුව සම්පීඩනය කිරීමේදී සිදු කරන කාර්යය සමස්ථානික ප්‍රසාරණයේදී වායුව මගින් සිදු කරන කාර්යයට වඩා වැඩි වනු ඇත. එහි ප්‍රති, ලයක් වශයෙන්, මේ ආකාරයෙන් හීටරයේ සිට යන්ත්රයේ ක්රියාකාරී තරලයට තාපය මාරු කිරීම හේතුවෙන් යාන්ත්රික වැඩ කිරීමේ ආවර්තිතා ක්රියාවලිය සිදු කිරීමට නොහැකි වනු ඇත. සිලින්ඩරයේ වායුව සම්පීඩනය කිරීමේදී සිදු කරන ලද කාර්යය අඩු කිරීම සඳහා, සම්පීඩනය කිරීමට පෙර එය සිසිල් කළ යුතුය. එවිට පීඩනයකදී සම්පීඩනය සිදුවනු ඇත පි1 කුඩා rg,සහ සම්පීඩනය අතරතුර සිදු කරන ලද කාර්යය, විස්තාරණය කිරීමේදී වායුව විසින් සිදු කරන ලද කාර්යයට වඩා අඩු වනු ඇත. එබැවින්, තාප එන්ජිමක කාලානුරූපී ක්රියාකාරිත්වය සඳහා, යන්ත්රයේ තවත් කොටසක් අවශ්ය වේ, එය හැඳින්වේ ශීතකරණය.
තාප එන්ජිමක වැඩ චක්රය.වායුව සිසිල් කිරීම සඳහා, සිලින්ඩරයේ පතුලට සීතල වතුර ධාරාවක් යොමු කරන්න. සිලින්ඩරයේ වායු පීඩනය අගය කරා ළඟා වන තෙක් වායු උෂ්ණත්වයේ අඩු වීමක් නියත පරිමාවකින් සිදුවනු ඇත පි1 උෂ්ණත්වයේ දී T4.මෙම ක්රියාවලිය isochore එකකට අනුරූප වේ . පීඩනය මගින් සංලක්ෂිත වායුව එහි මුල් තත්වයට ගෙන ඒම පි1, පරිමාව වී1 සහ උෂ්ණත්වය T1, T1 උෂ්ණත්වයට එය සිසිලනය දිගටම කරගෙන යාම අවශ්ය වේ. මෙම ක්රියාවලිය isobar එකකට අනුරූප වේ . එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස වායුව එහි මුල් තත්වයට පත්වන ක්රියාවලීන් ප්‍රතිසාධනය ලෙස හැඳින්වේ. gov'yහෝ චක්රීය.සලකා බලන තාප එන්ජිමේ ක්රියාකාරී චක්රය සමස්ථානික දෙකකින් සහ සමස්ථානික දෙකකින් (සෘජුකෝණාස්‍රයක් සාදයි .).
තාප එන්ජිමක මෙහෙයුම් චක්රය සහ එහි කාර්යක්ෂමතාව.ක්රියාකාරී චක්රයේ ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, වායුව එහි ආරම්භක තත්වයට නැවත පැමිණේ, එහි අභ්යන්තර ශක්තිය එහි මුල් අගය ලබා ගනී. එබැවින්, චක්රයක් තුළ වැඩ කරන තරලයේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස ශුන්‍ය වේ: යූ =0.
තාප ගති විද්යාවේ පළමු නියමය අනුව U=Q-A"=0, හෝ ඒ"= ප්‍රශ්නය.
රැකියාව A",එක් චක්‍රයක ක්රියාකාරී තරලය මඟින් සිදු කරනු ලබන්නේ චක්‍රයකට Q සඳහා ලැබෙන තාප ප්රමාණයට සමාන වේ. තාප ප්රමාණය ප්‍රශ්නය, චක්‍රයකට ක්රියාකාරී තරලය මඟින් ලැබෙන ප්රමාණය තාපකයෙන් ලැබෙන Q1 තාප ප්රමාණය සහ තාප ප්රමාණය අතර වෙනසට සමාන වේ. ප්‍රශ්නය2, ශීතකරණයට ලබා දී ඇත: ප්‍රශ්නය= ප්‍රශ්නය1- ප්‍රශ්නය2.
එබැවින්, A"=Q1-Q2.
කාර්යක්ෂමතා සාධකය , ප්රයෝජනවත් ලෙස භාවිතා කරන ශක්තිය හා වැය කළ ශක්තියේ අනුපාතයට සමාන වේ, තාප එන්ජිමක් සමාන වේ
= ඒ"/ Q1, or= (Q1-Q2) / Q1
ප්රංශ ඉංජිනේරුවෙකු වන Sadi Carnot (1796-1832) 1824 දී. ප්රායෝගිකව සඳහා අතිශයින්ම වැදගත් යැපීම ස්ථාපිත කළේය තාප කාර්යක්ෂමතාවතාපක උෂ්ණත්වය T1 සහ උෂ්ණත්වයේ සිට යන්ත්රය T2ශීතකරණය : වැඩ කරන තරලයේ සැලසුම සහ තේරීම කුමක් වුවත්, තාප එන්ජිමක උපරිම කාර්යක්ෂමතා අගය තීරණය වන්නේ (max) = (T1 - T2) / T1 යන ප්‍රකාශනයෙනි.
ඕනෑම සැබෑ තාප එන්ජිමකට මෙම උපරිම අගය නොඉක්මවන කාර්යක්ෂමතාවයක් තිබිය හැක:
(T1 -T2) / T1
තාප එන්ජිමක උපරිම කාර්යක්ෂමතා අගය සඳහා ප්රකාශනය පෙන්නුම් කරන්නේ තාප එන්ජින්වල කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම සඳහා ක්රම දෙකක් ඇති බවයි - තාපකයේ උෂ්ණත්වය T1 වැඩි කිරීම සහ ශීතකරණයේ T2 උෂ්ණත්වය අඩු කිරීම. නිරපේක්ෂ ශුන්‍යයට සමාන උෂ්ණත්වයක් සහිත ශීතකරණයක් භාවිතා කිරීමට හැකි නම් තාප එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාව එකමුතුවට සමාන විය හැකිය.
කෙසේ වෙතත්, තාප ගති විද්යාවේ සංකල්පවලට අනුව නිරපේක්ෂ ශුන්‍යයට ළඟා විය නොහැකි බැවින් මෙම මාර්ගය න්‍යායාත්මකව පවා ශක්‍ය නොවේ. සැබෑ තාප එන්ජින් සඳහා වඩාත් පිළිගත හැකි ශීතකරණ වන්නේ වායුගෝලීය වාතය හෝ 300K පමණ උෂ්ණත්වයකදී ජලයයි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, තාප එන්ජින්වල කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම සඳහා ප්රධාන මාර්ගය වන්නේ තාපකයේ උෂ්ණත්වය වැඩි කිරීමයි.
