चक्रव्यूह

जब हम भौतिकी और उष्मागतिकी में बात करते हैं चक्रव्यूह हम एक कार्नोट इंजन में होने वाली प्रक्रियाओं के अनुक्रम का उल्लेख कर रहे हैं। यह एक आदर्श उपकरण है जिसमें केवल कुछ प्रतिवर्ती-प्रकार की प्रक्रियाएं होती हैं। इसका मतलब है कि एक बार ये प्रक्रियाएं शुरू हो जाने के बाद, प्रारंभिक स्थिति को फिर से शुरू किया जा सकता है। इस प्रकार की मोटर को भौतिकी में एक आदर्श मोटर के रूप में माना जाता है और इसका उपयोग बाकी मोटरों की योजना बनाने में सक्षम होने के लिए किया जाता है।

इस लेख में हम आपको कैरनोट चक्र और इसकी मुख्य विशेषताओं के बारे में जानने के लिए आवश्यक सब कुछ बताने जा रहे हैं।

प्रमुख विशेषताएं

हम बात कर रहे हैं कि इस प्रकार के इंजन को एक आदर्श इंजन माना जाता है। यह इसलिए है क्योंकि इसमें जमीन या हवा के साथ घर्षण और किसी भी प्रकार की चिपचिपाहट के कारण ऊर्जा के अपव्यय का अभाव है। ये सभी विशेषताएँ या नुकसान किसी भी वास्तविक इंजन में उत्पन्न होते हैं, क्योंकि थर्मल ऊर्जा को 100% तक प्रयोग करने योग्य कार्य में बदलना असंभव है। हालाँकि, Carnot ढेर इन सभी स्थितियों को बेहतर तरीके से काम करने और सरल तरीके से गणना करने में सक्षम होने के लिए अनुकरण कर सकता है।

जब हम एक इंजन खरीदते हैं, तो हम इसे एक ऐसे पदार्थ से शुरू करते हैं जो काम करने में सक्षम है। उदाहरण के लिए, उपयोग किए जाने वाले मुख्य पदार्थ गैस, गैसोलीन या भाप हैं। जब ये पदार्थ जो कार्य करने में सक्षम होते हैं, तापमान और दबाव दोनों में विभिन्न परिवर्तनों के अधीन होते हैं, वे अपनी मात्रा में कुछ भिन्नताएँ उत्पन्न करते हैं। इस तरह, एक पिस्टन को मोटर के लिए सिलेंडर के भीतर ले जाया जा सकता है।

कार्नोट चक्र क्या है?

यह चक्र एक सिस्टम के भीतर होता है जिसे Carnot इंजन कहा जाता है। इस इंजन में एक आदर्श गैस होती है जो एक सिलेंडर में संलग्न होती है और जिसे एक पिस्टन के साथ प्रदान किया जाता है। पिस्टन विभिन्न स्रोतों के संपर्क में है जो विभिन्न तापमानों पर हैं। इस प्रणाली में कुछ प्रक्रियाएँ हैं जिन्हें हम निम्नलिखित चरणों में देख सकते हैं:

• डिवाइस को एक निश्चित मात्रा में गर्मी की आपूर्ति की जाती है। गर्मी की यह मात्रा उच्च तापमान वाले थर्मल जलाशय से आती है।
• मोटर इस गर्मी के लिए काम करता है जो आपूर्ति की जाएगी
• कुछ गर्मी का उपयोग किया जाता है और कुछ बर्बाद हो जाता है। कचरे को थर्मल टैंक में स्थानांतरित किया जाता है जो कम तापमान पर होता है।

एक बार जब हमने सभी प्रक्रियाओं को देखा है, तो हम यह देखने जा रहे हैं कि Carnot चक्र के चरण क्या हैं। इन प्रक्रियाओं का विश्लेषण एक आरेख का उपयोग करके किया जाता है जिसमें दबाव और मात्रा को मापा जाता है। इंजन का उद्देश्य या तो टंकी नंबर दो को गर्मी से निकालकर ठंडा रखना हो सकता है। इस मामले में हम एक शीतलन मशीन के बारे में बात करेंगे। यदि, इसके विपरीत, उद्देश्य थर्मल जलाशय को नंबर एक पर स्थानांतरित करना है, तो हम एक गर्मी पंप के बारे में बात कर रहे हैं।

यदि हम एक दबाव और आयतन आरेख का विश्लेषण करते हैं, तो हम देखते हैं कि इंजन के दबाव और तापमान में परिवर्तन कुछ शर्तों के तहत दिखाए गए हैं जो निम्नलिखित हैं:

• जब तक तापमान स्थिर रखा जाता है। यहां हम एक आइसोथर्मल प्रक्रिया के बारे में बात कर रहे हैं।
• कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं। यह वह जगह है जहां हमारे पास थर्मल इन्सुलेशन है।

इज़ोटेर्मल प्रक्रियाओं को एक-दूसरे से जोड़ने की आवश्यकता होती है और यह थर्मल इन्सुलेशन के लिए धन्यवाद प्राप्त किया जाता है।

कार्नोट चक्र के चरण

प्रारंभिक बिंदु पर हम चक्र के किसी भी हिस्से से शुरू कर सकते हैं जिसमें गैस में दबाव, मात्रा और तापमान की कुछ शर्तें होती हैं। यह और गैस प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुजरेंगे जो इसे शुरुआती स्थितियों में वापस लाने में सक्षम होंगे। एक बार जब गैस अपनी प्रारंभिक स्थितियों में वापस आ गई थी, तो यह एक और चक्र शुरू करने के लिए सही स्थिति में थी। ये स्थितियां तब तक दी जाती हैं जब तक कि अंत में आंतरिक ऊर्जा शुरू में आंतरिक ऊर्जा के समान है। इसका मतलब है कि ऊर्जा संरक्षित है। हम पहले से ही जानते हैं कि ऊर्जा न तो बनाई जाती है और न ही नष्ट होती है, लेकिन केवल रूपांतरित होती है।

कारनोट चक्र का पहला चरण एक इज़ोटेर्माल विस्तार पर आधारित है। इस चरण में सिस्टम थर्मल जलाशय 1 से गर्मी को अवशोषित करता है और एक इज़ोटेर्माल विस्तार से गुजरता है। इसलिए, गैस की मात्रा बढ़ जाती है और दबाव कम हो जाता है। हालांकि, तापमान स्थिर रहता है जब गैस फैलती है तो ठंडा हो जाता है। इसलिए, हम जानते हैं कि इसकी आंतरिक ऊर्जा समय के साथ स्थिर रहती है।

दूसरे चरण में हमने ए एडियाबेटिक विस्तार। एडियाबेटिक का मतलब है कि सिस्टम गर्मी हासिल नहीं करता है या नहीं खोता है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, यह गैस को हीट इन्सुलेशन में रखकर प्राप्त किया जाता है। इसलिए, एक एडियाबेटिक विस्तार में वॉल्यूम बढ़ता है और दबाव कम हो जाता है जब तक कि यह अपने न्यूनतम मूल्य तक नहीं पहुंचता।

में तीसरे चरण में हमारे पास एक इज़ोटेर्माल संपीड़न है। यहां हम इन्सुलेशन हटाते हैं और सिस्टम थर्मल टैंक नंबर 2 के संपर्क में आता है, जो कम तापमान पर होगा। इसलिए, सिस्टम उस थर्मल हीट को स्थानांतरित करने के लिए जिम्मेदार है जिसका उपयोग इस थर्मल टैंक में नहीं किया गया है। जैसे-जैसे गर्मी जारी होती है, दबाव बढ़ने लगता है और आयतन कम होने लगता है।

अंत में, कार्नोट चक्र के अंतिम चरण में हमने एएडियाबेटिक संपीड़न। यहां हम सिस्टम द्वारा थर्मल इन्सुलेशन के एक चरण पर वापस जाते हैं। फिर से प्रारंभिक स्थितियों तक पहुंचने तक दबाव बढ़ जाता है मात्रा कम हो जाती है। इसलिए, चक्र फिर से शुरू करने के लिए तैयार है।

सीमाओं

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, कारनोट के इंजन को आदर्श बनाया गया है। इसका मतलब है कि इसकी अपनी सीमाएं हैं असली मोटर्स 100% कुशल नहीं हैं। हम जानते हैं कि दो Carnot मशीनों की दक्षता समान है यदि वे दोनों एक ही थर्मल जलाशयों के साथ काम करते हैं। इस कथन का अर्थ है कि मैं हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले पदार्थ की परवाह करता हूं, क्योंकि प्रदर्शन पूरी तरह से स्वतंत्र होगा और उठाया नहीं जा सकता।

पिछले विश्लेषण से हम जो निष्कर्ष निकालते हैं वह यह है कि कार्नोट चक्र थर्मोडायनामिक प्रक्रिया का शीर्ष है जिसे आदर्श रूप से पहुँचा जा सकता है। यही है, इससे परे, अधिक दक्षता के साथ कोई इंजन नहीं होगा। हम जानते हैं कि थर्मल इन्सुलेशन का तथ्य कभी भी पूर्ण नहीं होता है और एडियाबेटिक चरणों का अस्तित्व नहीं होता है, क्योंकि बाहर के साथ एक हीट एक्सचेंज होता है।

एक कार के मामले में, इंजन ब्लॉक गर्म होता है और दूसरी तरफ, गैसोलीन और हवा का मिश्रण बिल्कुल व्यवहार नहीं करता है, आप आदर्श रूप से संवाद करते हैं। कुछ कारकों का उल्लेख नहीं है कि प्रदर्शन में भारी कमी का कारण।

मुझे आशा है कि इस जानकारी से आप Carnot चक्र और इसकी विशेषताओं के बारे में अधिक जान सकते हैं।