Artaigil air an Dàrna Lagh de Thermodynamics
Bidh a h-uile pròiseas nàdarrach a’ tachairt ann an aon taobh a-mhàin ach chan urrainn dhaibh tachairt san taobh eile, ris an canar gu cumanta pròiseasan neo-atharrachail. Às deidh dha a bhith air a leigeil ma sgaoil bhon ghas aige agus tuiteam gu saor chun na talmhainn, cha ghluais mango suas a-rithist. Cha ghluais leabhar a bhios sinn a’ putadh agus an uairsin a’ stad air ais a dh’ionnsaigh. Ma bheanas sinn ri nì àrd-theodhachd (nì teth) le nì ìosal-theodhachd (nì fuar), bidh teas a’ sruthadh gu nàdarra bhon nì àrd-theodhachd chun an nì ìosal-theodhachd. Cha chì sinn a’ phròiseas cùil a-riamh, far a bheil teas a’ gluasad gu nàdarrach bho nì fuar gu nì teth. Nam biodh am pròiseas seo a’ tachairt, bhiodh an nì fuar a’ fàs nas fhuaire, agus bhiodh an nì teth a’ fàs nas teotha. Ach gu dearbh, chan eil e mar sin. Tha mòran phròiseasan neo-atharrachail ann a tha coltach ri chèile, ach tha iad uile a’ toirt a-steach atharrachaidhean ann an cruth lùtha agus gluasad lùtha bho aon nì gu nì eile.
Mar eisimpleir, tha crith-thalmhainn chumhachdach ann a dh’adhbhraicheas togalaichean tuiteam (bidh togalaichean a’ tuiteam air sgàth an lùth a bhios tonnan crith-thalmhainn a’ giùlan). An robh thu a-riamh air gach pàirt den thogalach a thuit a’ tighinn air ais còmhla agus nan seasamh dìreach mar a bha e roimhe? No, mar eisimpleir, bidh glainne a’ tuiteam chun an làir agus a’ briseadh... An robh thu a-riamh air na mìrean glainne a tha sgapte air an làr fhaicinn a’ tighinn air ais còmhla agus a’ cruthachadh glainne a tha slàn mar a bha e roimhe? Cha do thachair sin a-riamh... tha mòran eisimpleirean eile ann.
Gus mìneachadh a dhèanamh air pròiseasan teirmeadainimigeach a tha a’ tachairt ann an aon taobh a-mhàin (pròiseasan neo-atharrachail), chruthaich luchd-saidheans an dàrna lagh teirmeadainimigeach. Tha an dàrna lagh teirmeadainimigeach a’ mìneachadh dè na pròiseasan a dh’ fhaodas tachairt anns a’ chruinne-cè agus dè na pròiseasan nach urrainn. Rinn aon neach-saidheans leis an t-ainm R.J.E. Clausius (1822–1888) an aithris a leanas:
Bidh teas a’ gluasad leis fhèin bho nì aig teòthachd àrd gu nì aig teòthachd ìosal; cha ghluais teas leis fhèin bho nì aig teòthachd ìosal gu nì aig teòthachd àrd (An dàrna lagh de theirmidinimigs - aithris Clausius).
’S e aithris shònraichte air an dàrna lagh de theirm-eòlas a th’ ann an aithris Clausius. Canar aithris shònraichte ris oir chan eil e a’ buntainn ach ri aon phròiseas, is e sin gluasad teas. Leis nach eil an aithris seo a’ buntainn ri pròiseasan eile, feumaidh sinn aithris nas coitcheann. Bha leasachadh an aithris choitcheann air an dàrna lagh de theirm-eòlas stèidhichte gu ìre air sgrùdadh einnseanan teas. Mar sin, bruidhnidh sinn air einnseanan teas an toiseach.
Einnsean teas
Tha mòran den lùth a bhios sinn a’ cleachdadh a’ tighinn bhon lùth comasach ceimigeach a tha ann am peatroil, gas agus gual. Chan urrainnear an lùth comasach ceimigeach a tha ann am peatroil, gas no gual a chleachdadh gu dìreach. Feumar peatroil, gas no gual a losgadh an toiseach. Mar as trice, bidh losgadh connadh fosail (peatroil, gas agus gual) a’ toirt a-mach teas. Faodar teas a chleachdadh gu dìreach airson biadh a chòcaireachd agus seòmar a theasachadh. Gus rudeigin a ghluasad (mar eisimpleir, gus carbad a ghluasad), feumaidh sinn teas a thionndadh gu lùth cineatach no lùth meacanaigeach (lùth meacanaigeach = lùth comasach + lùth cineatach). Tha tionndadh lùth meacanaigeach gu teas na obair gu math furasta, ach tha e duilich teas a thionndadh gu lùth meacanaigeach. Feuch ri do bhois a shuathadh ri chèile… tha do bhois teth, ceart? Nuair a bhios sinn a’ suathadh ar bois ri chèile (bidh sinn a’ dèanamh obair), thèid lùth meacanaigeach a thionndadh gu teas. Tha am pròiseas gu math furasta… Faodar eadhon teas gun chrìoch a thoirt gu buil le bhith a’ dèanamh obair. Ach tha am pròiseas cùil, is e sin teas a chleachdadh gus obair a dhèanamh, duilich.
Cha deach inneal a chaidh a chleachdadh gus teas a chleachdadh gus obair a dhèanamh a chruthachadh ach ann an 1700. B’ e an t-inneal-smùide an inneal air a bheil sinn a’ bruidhinn. Chaidh einnseanan-smùide a chleachdadh an toiseach gus uisge a phumpadh a-mach à mèinnean guail. Tha e cudromach a thoirt fa-near gun deach einnseanan-smùide a chleachdadh an toiseach mus robh fios aig luchd-saidheans gur e lùth a th’ ann an teas a thèid a ghluasad mar thoradh air eadar-dhealachaidhean teòthachd (cha robh a’ chiad lagh de theirm-dhinimigeachd air a chruthachadh fhathast).
Tha e coltach gun robh cleachdadh einnseanan smùide aig an àm sin stèidhichte air eòlas làitheil a’ sealltainn gum b’ urrainn do smùid rudan a ghluasad. Thathas a’ meas einnseanan smùide mar einnseanan teas (einnsean teas = inneal airson teas a thionndadh gu lùth meacanaigeach). An-diugh, thathas a’ cleachdadh einnseanan smùide gus lùth dealain a ghineadh. Is e einnseanan losgaidh a-staigh a th’ ann an einnseanan teas an latha an-diugh (einnseanan chàraichean, einnseanan baidhsagal-motair, msaa.).
Is e am bun-bheachd air cùl einnsean teas a chleachdadh nach gabh teas a thionndadh gu lùth meacanaigeach ach ma leigeas e leis sruthadh bho raon teòthachd àrd gu raon teòthachd ìosal. Rè a’ phròiseis seo, thèid cuid den teas a thionndadh gu lùth meacanaigeach (thèid cuid den teas a chleachdadh gus obair a dhèanamh), agus thèid cuid den teas a dhiùltadh don raon teòthachd ìosal. Tha am pròiseas tionndaidh lùtha agus gluasad lùtha ann an einnsean teas air a shealltainn san diagram.
Teòthachd àrd (TH) agus teòthachd ìosal (TL) ris an canar teòthachd obrachaidh an einnsein cuideachd. Canar an samhla Q ri teas a tha a’ sruthadh bho àite le teòthachd àrdH, agus an teas a thèid a leigeil ma sgaoil gu àite le teòthachd ìosal air a chomharrachadh le samhla QL. Nuair a bhios e a’ sruthadh bho àite le teòthachd àrd gu àite le teòthachd ìosal, bidh cuid de QH air a thionndadh gu lùth meacanaigeach (air a chleachdadh airson obair a dhèanamh), thèid cuid dheth a leigeil ma sgaoil mar QLGu dearbh tha sinn an dòchas gum bi a h-uile QH Faodar a thionndadh gu W, ach tha eòlas làitheil a’ sealltainn nach eil seo comasach. Bidh beagan teas an-còmhnaidh air chall. Mar sin, stèidhichte air glèidhteachas lùtha, faodar a cho-dhùnadh gu bheil QH = W + QL.
A-nis leig dhuinn ath-sgrùdadh a dhèanamh air einnsean teas a thathas a’ cleachdadh gu cumanta gus teas a thionndadh gu lùth meacanaigeach. Tha e cudromach a thoirt fa-near nach eil sinn a’ beachdachadh ach air einnseanan teas a bhios a’ dèanamh obair leantainneach. Gus an tèid obair a dhèanamh gu leantainneach, feumaidh teas sruthadh gu leantainneach bho raon teòthachd àrd gu raon teòthachd ìosal. Mura h-eil teas a’ sruthadh ach aon uair, cha tèid an obair a nì an t-einnsean teas a dhèanamh ach aon uair cuideachd (bidh an lùth meacanaigeach a thèid a thoirt a-mach glè bheag). Mar sin, chan urrainnear an t-einnsean teas a chleachdadh gu h-iomchaidh. Faodar einnsean teas a chleachdadh gu h-iomchaidh ma nì e obair gu leantainneach. Ann am faclan eile, tha an lùth meacanaigeach a thèid a thoirt a-mach leis an einnsean teas gu leòr airson a chleachdadh gus rudeigin a ghluasad.
Inneal-smùide
Bidh einnseanan smùide a’ cleachdadh ceò uisge mar mheadhan gluasaid teas. Canar smùid ri stuth obrach einnsean smùide. Tha dà sheòrsa einnsean smùide ann: einnseanan smùide ath-chuairteachaidh agus einnseanan smùide roth-uidheam (roth-uidheaman smùide). Tha an dealbhadh beagan eadar-dhealaichte, ach tha coltas ann an dà sheòrsa: bidh iad a’ cleachdadh smùid air a theasachadh le bhith a’ losgadh ola, gas, guail, no lùth niùclasach.
Inneal-smùide seòrsa ath-chuairteachaidh
Mar as trice bidh uisge ann an soitheach air a theasachadh aig cuideam àrd. Leis gu bheil e air a theasachadh aig cuideam àrd, bidh am pròiseas goil a’ tachairt aig teòthachd àrd. Tha an teòthachd dìreach co-rèireach ri cuideam. Mar as àirde teòthachd an smùid, ’s ann as motha cuideam a’ cheò. Bidh an smùid àrd-theodhachd no àrd-bhruthadh seo a’ gluasad tron bhalbha in-ghabhail agus a’ leudachadh an aghaidh a’ phistein. Mar a bhios e a’ leudachadh, bidh an smùid a’ putadh a’ phistein, ga fhàgail a’ gluasad chun na làimh dheis.
Tha cuid den teas anns an smùid air a thionndadh gu lùth cineatach. Nuair a ghluaiseas am piston chun na làimh dheis, bidh an roth a tha ceangailte ris a’ piston a’ tionndadh (1). Às dèidh leth-chuairt, bidh an roth a’ putadh a’ piston air ais chun a shuidheachadh tùsail (2). Nuair a ghluaiseas am piston chun na làimh chlì, bidh am bhalbha in-ghabhail a’ dùnadh gu fèin-ghluasadach, agus bidh am bhalbha sgaoilidh a’ fosgladh gu fèin-ghluasadach. Tha an smùid air a dhlùthadh leis a’ cho-dhlùthadair, a’ tionndadh gu drùchd. An uairsin, tha an t-uisge anns a’ cho-dhlùthadair air a phumpadh air ais dhan t-soitheach gus a ghoil a-rithist. Agus mar sin air adhart… Leis gu bheil am pròiseas a’ tachairt a-rithist is a-rithist, bidh am piston a’ gluasad chun na làimh dheis agus chun na làimh chlì gu leantainneach. Leis gu bheil am piston a’ gluasad chun na làimh dheis agus chun na làimh chlì gu leantainneach, bidh an roth cuideachd a’ tionndadh gu leantainneach. Mar as trice bithear a’ cleachdadh cuairteachadh na rotha gus rudeigin a ghluasad.
Tuirbin smùide
Tha prionnsabal obrach roth-uidheam smùide cha mhòr an aon rud ri prionnsabal obrach einnsean smùide co-phàirteach. Is e an diofar gu bheil einnsean smùide co-phàirteach a’ cleachdadh piston, agus roth-uidheam smùide a’ cleachdadh roth-uidheam. Ann an einnsean smùide co-phàirteach, thèid teas a thionndadh an toiseach gu lùth cineatach eadar-theangachaidh a’ phistoin. Às deidh sin, thèid lùth cineatach eadar-theangachaidh a’ phistoin a thionndadh gu lùth cineatach rothlach a’ chuibhle rothlach. Ann an roth-uidheam smùide, thèid teas a thionndadh gu dìreach gu lùth cineatach rothlach an roth-uidheam. Faodaidh an roth-uidheam rothladh air sgàth eadar-dhealachaidh cuideam. Tha teòthachd an smùide os cionn na lann mòran nas àirde na teòthachd an smùide fon lann. Tha an lann na phlàta tana suidhichte ann am meadhan an roth-uidheam. Tha an teòthachd dìreach co-rèireach ri cuideam. Leis gu bheil teòthachd an smùide os cionn na lann nas àirde na teòthachd an smùide fon lann, tha cuideam an smùide os cionn na lann nas motha na cuideam fon lann. Bidh an diofar cuideam seo ag adhbhrachadh gum bi an smùid a’ putadh na lann sìos, ag adhbhrachadh gum bi an roth-uidheam a’ rothladh. Tha stiùireadh rothladh an roth-uidheam air a shealltainn san fhigear.
Tha e cudromach a thoirt fa-near gu bheil prionnsabal obrach einnsean smùide stèidhichte air an diagram gluasaid lùtha a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd. Anns a’ chùis seo, faodar lùth meacanaigeach a chruthachadh le bhith a’ leigeil le teas sruthadh bho nì no àite le teòthachd àrd gu nì no àite le teòthachd ìosal. Mar sin, tha eadar-dhealachadh teòthachd riatanach ann an einnsean smùide.
Ma bheir thu aire do mar a tha einnsean smùide ath-chuairteachaidh ag obair, mothaichidh tu gum faod am piston gluasad clì is deas fhathast eadhon ged nach eil eadar-dhealachadh teòthachd ann (gun cho-dhlùthadair no pumpa). Faodaidh am piston gluasad deas air sgàth leudachadh smùid àrd-theodhachd no àrd-bhruthadh. Anns a’ chùis seo, thèid cuid den teas anns an smùid a thionndadh gu lùth cineatach eadar-theangachaidh a’ piston. Bidh an lùth cineatach eadar-theangachaidh seo den piston an uairsin ag atharrachadh gu lùth cineatach rothlach a’ chuibhle rothlach. Às deidh leth-chuairt a chrìochnachadh, bidh a’ chuibhle a’ putadh a’ piston air ais chun na clì. Nuair a bhios a’ chuibhle a’ putadh a’ piston air ais chun na clì, thèid lùth cineatach rothlach a’ chuibhle a thionndadh a-rithist gu lùth cineatach eadar-theangachaidh a’ piston. Mar a ghluaiseas am piston chun na clì, bidh e a’ putadh a-mach an smùid anns an t-siolandair. Aig an aon àm, bidh am bhalbha sgaoilidh a’ fosgladh.
Mar sin, bidh an smùid a thèid a phutadh leis a’ phistein a’ putadh a charaid fon bhalbha sgaoilidh. A-nis, ma tha teòthachd na smùide fon bhalbha sgaoilidh co-ionann ri teòthachd na smùide a thèid a phutadh leis a’ phistein, thèid an lùth cineatach eadar-theangachaidh gu lèir den phistein a thionndadh air ais gu lùth a-staigh na smùide. Tha lùth a-staigh dìreach co-rèireach ri teòthachd. Ma dh’èireas lùth a-staigh na smùide, bidh teòthachd na smùide ag àrdachadh. Tha teòthachd dìreach co-rèireach ri cuideam. Ma dh’èireas teòthachd na smùide, bidh cuideam na smùide ag àrdachadh cuideachd. Mar sin, tha cuideam na smùide a thèid a leigeil ma sgaoil tron bhalbha sgaoilidh co-ionann ri cuideam na smùide a thèid a-steach tron bhalbha in-ghabhail. Cumaidh am pistein a’ gluasad air an làimh dheis is air an taobh chlì gu leantainneach ach cha bhi lùth cineatach iomlan ann a ghabhas cleachdadh (gun obair iomlan air a thoirt gu buil). Mar sin thèid an lùth cineatach a gheibh am pistein rè a’ phròiseas leudachaidh (bidh am pistein a’ gluasad chun na làimh dheis) a thilleadh chun an smùide rè a’ phròiseas teannachaidh (bidh am pistein a’ gluasad chun na làimh chlì).
Tha e air a cho-dhùnadh gu bheil feum fhathast air eadar-dhealachadh teòthachd ann an einnsean smùide. Faodar an diofar teòthachd seo ann an einnsean smùide a choileanadh le bhith a’ cleachdadh co-dhlùthadair. Nuair a tha teòthachd agus cuideam na smùide fon bhalbha sgaoilidh mòran nas ìsle na teòthachd agus cuideam na smùide anns an t-siolandair, nuair a ghluaiseas am piston air ais chun na làimh chlì, tha an cuideam a chuireas am piston air an smùid mòran nas lugha na an cuideam a chuireas an smùid air a’ piston nuair a ghluaiseas am piston chun na làimh dheis. Ann am faclan eile, tha an obair a nì am piston air an smùid mòran nas lugha na an obair a nì an smùid air a’ piston. Mar sin chan eil ach pàirt bheag de lùth cineatach a’ piston air a thilleadh chun smùid. Mar sin, bidh lùth cineatach iomlan no obair iomlan air a thoirt gu buil. Tha an lùth cineatach iomlan seo air a chleachdadh gus rudeigin a ghluasad.
Inneal Losgaidh a-staigh
’S e eisimpleirean de einnseanan losgaidh a-staigh a th’ ann an einnseanan baidhsagal-motair is chàraichean. Canar einnseanan losgaidh a-staigh riutha leis gu bheil am pròiseas losgaidh a’ tachairt taobh a-staigh siolandair dùinte. Tha einnseanan losgaidh a-staigh mar thoradh air innleadaireachd bun-bheachd teannachadh is leudachadh adiabatic, a mhìnichear anns a’ chiad lagh de theirm-dhinimic.
Cha bheachdaich sinn ach air einnseanan losgaidh a-staigh a bhios a’ cleachdadh gasoline agus dìosail mar chonnadh. Tha gasoline agus dìosail nan toraidhean peatrail, agus mar sin tha lùth comasach ceimigeach aca. Tha an lùth comasach ceimigeach ann am gasoline agus dìosail air a thionndadh an toiseach gu teas tron phròiseas losgaidh. Tha an teas a thèid a thoirt a-mach tro losgadh an uairsin air a thionndadh gu lùth meacanaigeach. Is e an lùth meacanaigeach seo a leigeas le baidhsagal-motair no càr gluasad. Canar cearcall Otto ris a’ chearcall ann an einnsean gasoline, agus canar cearcall dìosail ris a’ chearcall ann an einnsean dìosail. Tha cearcall na phròiseas teirmeadainimigeach in-thionndaidheach. Bruidhnidh sinn an toiseach air cearcall Otto.
Cearcall Otto
Seo diagram de einnsean losgaidh a-staigh ceithir-stròc. Bidh measgachadh de dh’èadhar agus de cheò peatrail a’ sruthadh bhon charbadair a-steach don t-siolandair fhad ‘s a ghluaiseas am piston sìos (an stròc in-ghabhail). Tha am measgachadh de dh’èadhar agus de cheò peatrail anns an t-siolandair an uairsin air a dhlùthadh gu neo-riaghailteach fhad ‘s a ghluaiseas am piston suas (an stròc teannachaidh). Leis gu bheil e air a dhlùthadh gu neo-riaghailteach, bidh teòthachd agus cuideam a’ mheasgachaidh ag àrdachadh. Aig an aon àm, bidh am pluga lasrach a’ lasadh a’ mheasgachaidh, ga lasadh. Mar a bhios e a’ losgadh, bidh teòthachd agus cuideam a’ ghasa ag àrdachadh. Bidh an gas àrd-theodhachd, àrd-bhruthadh a’ leudachadh an aghaidh a’ piston, ga phutadh sìos (an stròc leudachaidh). Tha an gas loisgte an uairsin air a leigeil ma sgaoil tron bhalbha sgaoilidh agus air a stiùireadh a dh’ionnsaigh a’ phìob sgaoilidh (an stròc sgaoilidh). Bidh am bhalbha in-ghabhail a’ fosgladh a-rithist, agus thèid na ceithir stròcan ath-aithris.
Tha e cudromach a thoirt fa-near gur e adhbhar an stròc teannachaidh adiabatic teòthachd agus cuideam measgachadh smùid èadhair is peatrail a mheudachadh. Bidh losgadh aig cuideam àrd a’ toirt a-mach teòthachd agus cuideaman glè àrd. Mar thoradh air an sin, tha an spionnadh (F = PA) a thèid a chruthachadh rè a’ phròiseas leudachaidh glè mhòr. Tha seo ag adhbhrachadh gum bi einnsean baidhsagal-motair no càr nas cumhachdaiche. Fiù mura h-eil teannachadh ann, faodaidh measgachadh smùid èadhair is peatrail lasadh nuair a bhios am pluga lasrach a’ toirt a-mach lasair. Ach, chan eil teòthachd agus cuideam a’ ghasa loisgte glè àrd, agus mar sin tha an spionnadh a thig às beag cuideachd. Mar thoradh air an sin, bidh an t-einnsean a’ fàs nas lugha cumhachdach.
Faodar am pròiseas cruth-atharrachaidh lùtha agus gluasad lùtha ann an einnsean losgaidh a-staigh ceithir-stròc a mhìneachadh mar a leanas: Rè losgadh, thèid an lùth comasach ceimigeach ann am peatrail agus an lùth san adhar a thionndadh gu teas. Thèid cuid den teas a thionndadh gu lùth meacanaigeach anns an t-slat piston agus an crankshaft, agus thèid cuid eile a leigeil ma sgaoil tron phìob-sgaoilidh. Thèid a’ mhòr-chuid den lùth meacanaigeach anns an t-slat piston agus an crankshaft a thionndadh gu lùth meacanaigeach anns a’ charbad (a’ gluasad a’ charbaid), agus thèid cuibhreann beag a thionndadh gu teas. Thèid teas a chruthachadh le suathadh.
Faodar am pròiseas leudachaidh is teannachaidh adiabatach ann an cearcall Otto a mhìneachadh leis an diagram gu h-ìosal. Tha an diagram seo a’ sealltainn modail air leth freagarrach de na pròiseasan teirmeadainimigeach a tha a’ tachairt ann an einnsean losgaidh a-staigh le cumhachd gasoline.
Bidh measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail a’ dol a-steach don t-siolandair (a). Tha am measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail an uair sin air a dhlùthadh gu neo-riaghailteach (a‐b). Thoir an aire gu bheil meud an t-siolandair a’ lùghdachadh. Tha am measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail air a theasachadh aig meud cunbhalach – tha am measgachadh air a losgadh (b‐c). Bidh an gas loisgte a’ dol tro leudachadh neo-riaghailteach (c‐d). Fuarachadh aig meud cunbhalach – tha an gas loisgte air a leigeil a-mach don phìob-sgaoilidh agus bidh measgachadh ùr de dh’èadhar + ceò peatrail a’ dol a-steach don t-siolandair (d‐a).
Bidh measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail a’ dol a-steach don t-siolandair (a). Tha am measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail an uair sin air a dhlùthadh gu neo-riaghailteach (a‐b). Thoir an aire gu bheil meud an t-siolandair a’ lùghdachadh. Tha am measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail air a theasachadh aig meud cunbhalach – tha am measgachadh air a losgadh (b‐c). Bidh an gas loisgte a’ dol tro leudachadh neo-riaghailteach (c‐d). Fuarachadh aig meud cunbhalach – tha an gas loisgte air a leigeil a-mach don phìob-sgaoilidh agus bidh measgachadh ùr de dh’èadhar + ceò peatrail a’ dol a-steach don t-siolandair (d‐a).
Cearcall Dìosail
Tha prionnsabal obrach einnsean dìosail coltach ri prionnsabal obrach einnsean peatrail. Tha an diofar anns a’ chiad cheum teannachaidh adiabatic (teannachadh adiabatic = teannachadh a thèid a dhèanamh cho luath is nach eil ùine aig teas sruthadh a-steach no a-mach às an t-siostam. Is e siolandair a th’ anns an t-siostam sa chùis seo). Ged a tha measgachadh de dh’èadhar agus ceò peatrail air a dhlùthadh ann an einnsean peatrail, ann an einnsean dìosail chan eil ach an èadhar air a dhlùthadh. Bidh teannachadh adiabatic ag adhbhrachadh gum bi teòthachd agus cuideam an adhair ag àrdachadh. An uairsin, bidh an in-stealladh, ris an canar an in-stealladh, a’ frasadh dìosail. Leis gu bheil teòthachd agus cuideam an adhair mar-thà glè àrd, nuair a thèid an dìosail a spraeadh a-steach don t-siolandair, bidh an dìosail a’ lasadh sa bhad. Chan eil feum air pluga lasrach. Thoir fa-near luach a’ chuideam a chithear san diagram gu h-ìosal. Dèan coimeas eadar e agus luach a’ chuideam a chithear ann an diagram cearcall Otto.
Tha an diagram seo a’ sealltainn cearcall dìosail air leth freagarrach. An toiseach, tha an èadhar air a dhlùthadh gu neo-dhìreach (a-b), an uairsin air a theasachadh aig cuideam cunbhalach – bidh an inneal-stealladh a’ frasadh dìosail agus bidh losgadh a’ tachairt (b-c), bidh an gas loisgte a’ dol tro leudachadh neo-dhìreach (c-d), a’ fuarachadh aig meud cunbhalach – tha an gas loisgte air a chuir a-mach tron phìob-sgaoilidh agus bidh èadhar ùr a’ dol a-steach don t-siolandair (d-a).
Stèidhichte air an tuairisgeul gu h-àrd, faodar a cho-dhùnadh gu bheil stuth obrach sònraichte aig gach einnsean teas. Is e uisge an stuth obrach airson einnsean smùide, is e èadhar agus ceò peatrail an stuth obrach airson einnsean peatrail, is e èadhar agus dìosail an stuth obrach airson einnsean dìosail. Mar as trice bidh an stuth obrach a’ gabhail a-steach teas aig teòthachd àrd (QH ) , a’ dèanamh obair (W), agus an uairsin a’ leigeil ma sgaoil an teas a tha air fhàgail aig teòthachd nas ìsle (QL ) . Leis gu bheil lùth air a ghleidheadh, tha QH = W + QL.
Èifeachdas Einnsean Teas
Is e èifeachdas (e) einnsean teas an co-mheas eadar an obair (W) a nì an t-einnsean agus an teas a thèid a thoirt a-steach aig teòthachd àrd (Q H ). Gu matamataigeach, faodar a sgrìobhadh mar seo:
’S e W am prothaid a gheibh sinn, agus ’s e QH a’ chosgais a bhios oirnn airson connadh a cheannach agus a losgadh. Mar dhaoine a tha an-còmhnaidh airson a’ phrothaid as motha fhaighinn agus an cosgais as lugha, tha sinn an dòchas gum bi am prothaid a gheibh sinn (W) co-rèireach ris a’ chosgais a bhios oirnn (QH). A bheil sin comasach?
Stèidhichte air glèidhteachas lùtha, feumaidh an teas a chaidh a chuir a-steach (QH ) a bhith co-ionann ris an obair (W) a chaidh a dhèanamh + an teas a chaidh a leigeil ma sgaoil (QL ) . Gu matamataigeach:
Gus èifeachdas einnsein teas a chur an cèill mar cheudad, dìreach iomadaich an co-aontar èifeachdais le 100%. Stèidhichte air a’ cho-aontar èifeachdais gu h-àrd, mar as motha de theas a thèid a dhiùltadh (QL ) le einnsean teas, ’s ann as lugha a bhios e èifeachdach. Bu toil leinn gu mòr cho beag teas ’s a ghabhas a dhiùltadh (QL ) . Ach, mar as trice gheibhear an teas a thèid a chuir a-steach (QH ) le bhith a’ losgadh ola, guail, gas, msaa. (connadh air a bheil sinn a’ pàigheadh).
Mar sin, tha gach einnsean teas air a dhealbhadh gu bunaiteach gus a bhith cho èifeachdach sa ghabhas. Ged a tha sinn ag iarraidh a’ bhuannachd as motha bhon chosgais as lugha a ghabhas, is e an fhìrinn gu bheil einnseanan smùide mar as trice mu 40% èifeachdach, agus einnseanan losgaidh a-staigh mu 50%. Tha seo a’ ciallachadh gu bheil leth den teas a thèid a chruthachadh le bhith a’ losgadh connaidh air a chall. Chan eil ach leth air a thionndadh gu lùth meacanaigeach.
Eisimpleir ceist 1:
Bidh einnsean teas a’ gabhail a-steach 3000 Joules de theas (QH ) , a’ dèanamh obair (W) agus a’ leigeil ma sgaoil 2500 Joules de theas (QL ) . Dè an èifeachdas a th’ aig an einnsean teas?
Deasbad
Eisimpleir ceist 2:
Bidh einnsean teas a’ gabhail a-steach 3000 Joules de theas (QH ) , a’ dèanamh obair (W) agus a’ leigeil a-mach 2000 Joules de theas (QL ) . Dè an èifeachdas a th’ aig an einnsean teas?
Deasbad
Eisimpleir ceist 3:
Bidh einnsean teas a’ gabhail a-steach 3000 Joules de theas (QH ) , a’ dèanamh obair (W) agus a’ leigeil a-mach 1500 Joules de theas (QL ) . Dè an èifeachdas a th’ aig an einnsean teas?
Deasbad
