کارنوٹ حرارتی انجن

اس سمیولیشن کے بارے میں

کارنوٹ حرارتی انجن ایک متحرک 3D پسٹن-سلنڈر-فلائی وہیل اسمبلی کو ہم آہنگ 3D دباؤ-حجم (P-V) ڈایاگرام کے ساتھ جوڑ کر کلاسیکی حرحرکیات کو زندہ کرتا ہے۔ طلباء چکر میں آگے پیچھے جانے کے لیے پسٹن کے سرے کو کھینچ سکتے ہیں یا چاروں کونوں کی حالتوں میں سے کسی پر کلک کر سکتے ہیں: گرم ذخیرے T_H کے ساتھ رابطے میں ہم تپش پھیلاؤ، T_C تک حرحاجز پھیلاؤ، سرد ذخیرے T_C کے ساتھ رابطے میں ہم تپش دباؤ، اور واپس T_H تک حرحاجز دباؤ۔ گیس کے سالمات درجہ حرارت کے ساتھ تیز اور آہستہ ہوتے ہیں جبکہ لائیو ریڈ آؤٹس کارنوٹ کی کارکردگی eta = 1 - T_C / T_H، گیس کا درجہ حرارت، دباؤ، اور فی چکر خالص کام بتاتے ہیں۔

طلبہ کیا دریافت کر سکتے ہیں

ہم تپش پھیلاؤ، حرحاجز پھیلاؤ، ہم تپش دباؤ، اور حرحاجز دباؤ سے مرحلہ وار گزرنے کے لیے P-V لوپ کے چاروں کونوں کے نوڈز پر کلک کریں۔
T_C کو 300 K پر رکھتے ہوئے گرم ذخیرے T_H کو 500 K سے بڑھا کر 900 K کریں، اور گھرے ہوئے P-V لوپ کے رقبے اور کارنوٹ کی کارکردگی eta کو بڑھتے ہوئے دیکھیں۔
سرد ذخیرے T_C کو 400 K سے کم کر کے 200 K کریں اور تصدیق کریں کہ اخراجی سنک کو ٹھنڈا کرنا T_H کو اسی مقدار میں بڑھانے سے کہیں زیادہ مؤثر طریقے سے کارکردگی بڑھاتا ہے۔
پسٹن کے سرے کو ہاتھ سے اوپر اور نیچے کھینچیں اور مشاہدہ کریں کہ سلنڈر کے نیچے حرارتی پل کس طرح T_H، موصل، اور T_C کے درمیان بدلتا ہے۔
ہم تپش پھیلاؤ کے تناسب کو بڑھائیں اور نوٹ کریں کہ فی چکر خالص کام بڑھتا ہے جبکہ نظریاتی کارنوٹ کارکردگی کا فیصد برقرار رہتا ہے۔

تدریسی مقاصد

1P-V ڈایاگرام پر ان چار رجعی عوامل کی شناخت کریں جو کارنوٹ حرارتی انجن کا چکر بناتے ہیں۔
2eta = 1 - T_C / T_H استعمال کرتے ہوئے کسی بھی حرارتی انجن کی زیادہ سے زیادہ نظریاتی کارکردگی کا حساب لگائیں۔
3ہم تپش اسٹروکس (مستقل درجہ حرارت، حرارت کی منتقلی) اور حرحاجز اسٹروکس (موصل، کام کے ذریعے درجہ حرارت میں تبدیلی) کے درمیان فرق واضح کریں۔
4وضاحت کریں کہ P-V لوپ کے اندر گھرا ہوا رقبہ فی چکر خالص میکانی کام کی پیداوار کو کیوں ظاہر کرتا ہے۔

اساتذہ کے عام سوالات

کارنوٹ حرارتی انجن کے چار اسٹروک کون سے ہیں؟

چار اسٹروک یہ ہیں: (1 سے 2) گرم درجہ حرارت T_H پر حرارت Q_H جذب کرتے ہوئے ہم تپش پھیلاؤ، (2 سے 3) گیس کو T_H سے T_C تک ٹھنڈا کرتے ہوئے حرحاجز پھیلاؤ، (3 سے 4) سرد درجہ حرارت T_C پر حرارت Q_C خارج کرتے ہوئے ہم تپش دباؤ، اور (4 سے 1) گیس کو واپس T_H تک گرم کرتے ہوئے حرحاجز دباؤ۔

کوئی بھی حرارتی انجن کبھی بھی 100% کارکردگی تک کیوں نہیں پہنچ سکتا؟

کارنوٹ فارمولے eta = 1 - T_C / T_H کے مطابق، 100% کارکردگی حاصل کرنے کے لیے یا تو لامحدود گرم ماخذ (T_H = لامحدود) یا مطلق صفر پر سرد سنک (T_C = 0 K) درکار ہوگا، جو حرحرکیات کے قوانین کے تحت ناممکن ہے۔

حرحاجز پھیلاؤ کے دوران گیس کا درجہ حرارت کیوں گر جاتا ہے حالانکہ سلنڈر سے کوئی حرارت باہر نہیں نکلتی؟

حرحاجز پھیلاؤ کے دوران سلنڈر کی دیواریں حرارتی طور پر موصل ہوتی ہیں (Q = 0)، اس لیے پھیلتی ہوئی گیس اپنی اندرونی حرکی توانائی خرچ کر کے پسٹن کو اوپر دھکیلنے کا مثبت میکانی کام کرتی ہے، جس سے اس کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے۔

کیا پھیلاؤ کا تناسب بدلنے سے کارنوٹ کی کارکردگی بدلتی ہے؟

نہیں۔ ہم تپش پھیلاؤ کا تناسب بڑھانے سے P-V لوپ چوڑا ہو جاتا ہے جس سے انجن زیادہ حرارت Q_H جذب کرتا ہے اور فی چکر زیادہ خالص کام کرتا ہے، لیکن تناسب W_net / Q_H کی قیمت 1 - T_C / T_H پر برقرار رہتی ہے۔

یہ سمیولیشن اپنی سائٹ میں شامل کریں

اسے اپنے ایل ایم ایس، بلاگ یا کلاس کی ویب سائٹ پر لگائیں — مفت۔

<iframe src="https://kiwibee.io/ur/simulations/carnot-heat-engine-3d-simulation/embed" title="کارنوٹ حرارتی انجن | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>

دریافت جاری رکھیں

Carnot engine, refrigerator and heat pump کی جھلک

Compare thermodynamic cycles and ideal efficiency.

—

Explore an adult male reference body in 3D. Reveal 14 anatomical systems, search thousands of named structures, isolate organs, and pull 2,209 modeled pieces apart to see how the body is organized.

—

Explore the head and neck in 3D: 643 source meshes across 14 layers, 47 facial and masticatory muscles, and 77 drawn nerves, vessels and glands the source scan omits. Open any tooth onto its own pulp canal, and follow the seven stages of tooth development.

—