ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਦੂਜੇ ਨਿਯਮ ਬਾਰੇ ਲੇਖ
ਸਾਰੀਆਂ ਕੁਦਰਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ ਪਰ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਟੱਲ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਆਪਣੇ ਡੰਡੀ ਤੋਂ ਮੁਕਤ ਹੋਣ ਅਤੇ ਜ਼ਮੀਨ 'ਤੇ ਸੁਤੰਤਰ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਡਿੱਗਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ , ਇੱਕ ਅੰਬ ਦੁਬਾਰਾ ਕਦੇ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਨਹੀਂ ਵਧਦਾ। ਇੱਕ ਕਿਤਾਬ ਜਿਸਨੂੰ ਅਸੀਂ ਧੱਕਦੇ ਹਾਂ ਅਤੇ ਫਿਰ ਰੁਕਦੇ ਹਾਂ ਕਦੇ ਵੀ ਸਾਡੇ ਵੱਲ ਵਾਪਸ ਨਹੀਂ ਹਟਦੀ। ਜੇਕਰ ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ (ਗਰਮ ਵਸਤੂ) ਨੂੰ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ (ਠੰਡੀ ਵਸਤੂ) ਨਾਲ ਛੂਹਦੇ ਹਾਂ, ਤਾਂ ਗਰਮੀ ਕੁਦਰਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਵੱਲ ਵਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਕਦੇ ਵੀ ਉਲਟ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨਹੀਂ ਦੇਖਦੇ, ਜਿੱਥੇ ਗਰਮੀ ਕੁਦਰਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਠੰਡੀ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਇੱਕ ਗਰਮ ਵਸਤੂ ਵੱਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਇਹ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਠੰਡੀ ਵਸਤੂ ਠੰਡੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਗਰਮ ਵਸਤੂ ਗਰਮ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਰ ਅਸਲੀਅਤ ਵਿੱਚ, ਅਜਿਹਾ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਅਟੱਲ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਹਨ ਜੋ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਤੋਂ ਵੱਖਰੀਆਂ ਜਾਪਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਸਾਰਿਆਂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਦੂਜੀ ਵਸਤੂ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਦਾ ਤਬਾਦਲਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਇੱਕ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ ਭੂਚਾਲ ਆਉਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਇਮਾਰਤਾਂ ਢਹਿ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ (ਭੂਚਾਲ ਦੀਆਂ ਲਹਿਰਾਂ ਦੁਆਰਾ ਚਲਾਈ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਊਰਜਾ ਕਾਰਨ ਇਮਾਰਤਾਂ ਢਹਿ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ)। ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਕਦੇ ਢਹਿ ਗਈ ਇਮਾਰਤ ਦੇ ਹਰ ਹਿੱਸੇ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਂਗ ਇਕੱਠੇ ਅਤੇ ਸਿੱਧਾ ਖੜ੍ਹਾ ਹੁੰਦਾ ਦੇਖਿਆ ਹੈ? ਜਾਂ, ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਇੱਕ ਸ਼ੀਸ਼ਾ ਫਰਸ਼ 'ਤੇ ਡਿੱਗਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਟੁੱਟਦਾ ਹੈ... ਕੀ ਤੁਸੀਂ ਕਦੇ ਫਰਸ਼ 'ਤੇ ਖਿੰਡੇ ਹੋਏ ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਦੇ ਟੁਕੜਿਆਂ ਨੂੰ ਵਾਪਸ ਇਕੱਠੇ ਹੁੰਦੇ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸ਼ੀਸ਼ਾ ਬਣਾਉਂਦੇ ਦੇਖਿਆ ਹੈ ਜੋ ਪਹਿਲਾਂ ਵਾਂਗ ਪੂਰਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ? ਕਦੇ ਨਹੀਂ ਹੋਇਆ... ਹੋਰ ਵੀ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਹਨ।
ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ (ਅਟੱਲ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ) ਦੀ ਵਿਆਖਿਆ ਕਰਨ ਲਈ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਦੂਜਾ ਨਿਯਮ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਦੂਜਾ ਨਿਯਮ ਦੱਸਦਾ ਹੈ ਕਿ ਬ੍ਰਹਿਮੰਡ ਵਿੱਚ ਕਿਹੜੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਕਿਹੜੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨਹੀਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ। ਆਰ.ਜੇ.ਈ. ਕਲੌਸੀਅਸ (1822–1888) ਨਾਮਕ ਇੱਕ ਵਿਗਿਆਨੀ ਨੇ ਹੇਠ ਲਿਖਿਆਂ ਬਿਆਨ ਦਿੱਤਾ:
ਗਰਮੀ ਆਪਣੇ ਆਪ ਇੱਕ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਵੱਲ ਚਲੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ; ਗਰਮੀ ਆਪਣੇ ਆਪ ਇੱਕ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਤੋਂ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਵੱਲ ਨਹੀਂ ਚਲੀ ਜਾਵੇਗੀ (ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਦੂਜਾ ਨਿਯਮ - ਕਲੌਸੀਅਸ ਕਥਨ)।
ਕਲੌਸੀਅਸ ਕਥਨ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਦੂਜੇ ਨਿਯਮ ਦਾ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਕਥਨ ਹੈ। ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਕਥਨ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਸਿਰਫ ਇੱਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ, ਅਰਥਾਤ ਗਰਮੀ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਤੇ ਲਾਗੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਕਥਨ ਹੋਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਸਾਨੂੰ ਇੱਕ ਹੋਰ ਆਮ ਕਥਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਦੂਜੇ ਨਿਯਮ ਦੇ ਆਮ ਕਥਨ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਅੰਸ਼ਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਗਰਮੀ ਇੰਜਣਾਂ ਦੇ ਅਧਿਐਨ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਸੀ। ਇਸ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਗਰਮੀ ਇੰਜਣਾਂ 'ਤੇ ਚਰਚਾ ਕਰਾਂਗੇ।
ਹੀਟ ਇੰਜਣ
ਸਾਡੇ ਦੁਆਰਾ ਵਰਤੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਊਰਜਾ ਪੈਟਰੋਲੀਅਮ, ਗੈਸ ਅਤੇ ਕੋਲੇ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਰਸਾਇਣਕ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਆਉਂਦੀ ਹੈ। ਪੈਟਰੋਲੀਅਮ, ਗੈਸ ਜਾਂ ਕੋਲੇ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਰਸਾਇਣਕ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਦੀ ਸਿੱਧੀ ਵਰਤੋਂ ਨਹੀਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ। ਪੈਟਰੋਲੀਅਮ, ਗੈਸ ਜਾਂ ਕੋਲੇ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਸਾੜਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਜੈਵਿਕ ਇੰਧਨ (ਪੈਟਰੋਲੀਅਮ, ਗੈਸ ਅਤੇ ਕੋਲਾ) ਨੂੰ ਸਾੜਨ ਨਾਲ ਗਰਮੀ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਗਰਮੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਿੱਧੇ ਭੋਜਨ ਪਕਾਉਣ ਅਤੇ ਕਮਰੇ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਕਿਸੇ ਚੀਜ਼ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ (ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ, ਵਾਹਨ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ), ਸਾਨੂੰ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਜਾਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ (ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ = ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ + ਗਤੀ ਊਰਜਾ) ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਗਰਮੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਆਸਾਨ ਕੰਮ ਹੈ, ਪਰ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ। ਆਪਣੀਆਂ ਹਥੇਲੀਆਂ ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਰਗੜਨ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕਰੋ... ਤੁਹਾਡੀਆਂ ਹਥੇਲੀਆਂ ਗਰਮ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਠੀਕ ਹੈ? ਜਦੋਂ ਅਸੀਂ ਆਪਣੀਆਂ ਹਥੇਲੀਆਂ ਨੂੰ ਇਕੱਠੇ ਰਗੜਦੇ ਹਾਂ (ਅਸੀਂ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਾਂ), ਤਾਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਗਰਮੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਬਹੁਤ ਆਸਾਨ ਹੈ... ਕੰਮ ਕਰਕੇ ਵੀ ਅਨੰਤ ਗਰਮੀ ਪੈਦਾ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਪਰ ਉਲਟ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ, ਅਰਥਾਤ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ, ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ।
ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਗਰਮੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਯੰਤਰ 1700 ਵਿੱਚ ਹੀ ਖੋਜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਵਾਲ ਵਿੱਚ ਯੰਤਰ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਸੀ। ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਭ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਕੋਲੇ ਦੀਆਂ ਖਾਣਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਪਾਣੀ ਕੱਢਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਇਹ ਧਿਆਨ ਦੇਣ ਯੋਗ ਹੈ ਕਿ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣਾਂ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਵਰਤੋਂ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੂੰ ਇਹ ਜਾਣਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੋਈ ਸੀ ਕਿ ਗਰਮੀ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਅੰਤਰ ਕਾਰਨ ਊਰਜਾ ਦਾ ਸੰਚਾਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ (ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦਾ ਪਹਿਲਾ ਨਿਯਮ ਅਜੇ ਤਿਆਰ ਨਹੀਂ ਹੋਇਆ ਸੀ)।
ਉਸ ਸਮੇਂ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸ਼ਾਇਦ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਦੇ ਤਜਰਬੇ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਸੀ ਜੋ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਭਾਫ਼ ਚੀਜ਼ਾਂ ਨੂੰ ਹਿਲਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣਾਂ ਨੂੰ ਗਰਮੀ ਇੰਜਣ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਇੱਕ ਗਰਮੀ ਇੰਜਣ = ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਇੱਕ ਯੰਤਰ)। ਅੱਜ, ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਬਿਜਲੀ ਊਰਜਾ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਆਧੁਨਿਕ ਗਰਮੀ ਇੰਜਣ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਲਨ ਇੰਜਣ (ਕਾਰ ਇੰਜਣ, ਮੋਟਰਸਾਈਕਲ ਇੰਜਣ, ਆਦਿ) ਹਨ।
ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੇ ਪਿੱਛੇ ਮੂਲ ਵਿਚਾਰ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਤਾਪ ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਤਾਂ ਹੀ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜੇਕਰ ਇਸਨੂੰ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਤੋਂ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਵਹਿਣ ਦਿੱਤਾ ਜਾਵੇ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ, ਕੁਝ ਤਾਪ ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਕੁਝ ਤਾਪ ਨੂੰ ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ), ਜਦੋਂ ਕਿ ਕੁਝ ਤਾਪ ਨੂੰ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਰੱਦ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ (TH) ਅਤੇ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ (TL) ਨੂੰ ਇੰਜਣ ਦਾ ਸੰਚਾਲਨ ਤਾਪਮਾਨ ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਥਾਂ ਤੋਂ ਵਗਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ Q ਚਿੰਨ੍ਹ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।H, ਜਦੋਂ ਕਿ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਥਾਂ 'ਤੇ ਛੱਡੀ ਜਾਣ ਵਾਲੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਚਿੰਨ੍ਹ Q ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।L. ਜਦੋਂ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਥਾਂ ਤੋਂ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਥਾਂ ਵੱਲ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਕੁਝ QH ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ (ਕੰਮ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ) ਵਿੱਚ ਬਦਲੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਇਸਦਾ ਕੁਝ ਹਿੱਸਾ Q ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਛੱਡਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈL. ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਅਸੀਂ ਸੱਚਮੁੱਚ ਉਮੀਦ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਸਾਰੇ QH W ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਅਨੁਭਵ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਅਸੰਭਵ ਹੈ। ਹਮੇਸ਼ਾ ਕੁਝ ਗਰਮੀ ਗੁਆਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ, ਇਹ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ QH = ਡਬਲਯੂ + ਕਿਊL.
ਹੁਣ ਆਓ ਇੱਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਸਮੀਖਿਆ ਕਰੀਏ ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਤਾਪ ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਧਿਆਨ ਦੇਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਕਿ ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ਼ ਉਹਨਾਂ ਤਾਪ ਇੰਜਣਾਂ 'ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ ਜੋ ਨਿਰੰਤਰ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਕੰਮ ਨੂੰ ਨਿਰੰਤਰ ਕਰਨ ਲਈ, ਤਾਪ ਨੂੰ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਤੋਂ ਘੱਟ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਨਿਰੰਤਰ ਵਹਿਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਤਾਪ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਵਾਰ ਵਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਕੰਮ ਵੀ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਵਾਰ ਹੀ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ (ਉਤਪਾਦਿਤ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੋਵੇਗੀ)। ਇਸ ਲਈ, ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਅਨੁਕੂਲ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਹੀਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ। ਇੱਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਅਨੁਕੂਲ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜੇਕਰ ਇਹ ਨਿਰੰਤਰ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਕਿਸੇ ਚੀਜ਼ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਣ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਹੈ।
ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ
ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਪਾਣੀ ਦੀ ਭਾਫ਼ ਨੂੰ ਤਾਪ ਸੰਚਾਰ ਮਾਧਿਅਮ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੇ ਹਨ। ਭਾਫ਼ ਨੂੰ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਦਾ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਦੋ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ: ਰਿਸੀਪ੍ਰੋਕੇਟਿੰਗ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਅਤੇ ਟਰਬਾਈਨ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ (ਸਟੀਮ ਟਰਬਾਈਨ)। ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਥੋੜੇ ਵੱਖਰੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਦੋਵੇਂ ਕਿਸਮਾਂ ਵਿੱਚ ਸਮਾਨਤਾਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ: ਉਹ ਤੇਲ, ਗੈਸ, ਕੋਲਾ, ਜਾਂ ਪ੍ਰਮਾਣੂ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਸਾੜ ਕੇ ਗਰਮ ਕੀਤੀ ਭਾਫ਼ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਰਿਸੀਪ੍ਰੋਕੇਟਿੰਗ ਕਿਸਮ ਦਾ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ
ਇੱਕ ਡੱਬੇ ਵਿੱਚ ਪਾਣੀ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਉੱਚ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਉਬਾਲਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਸਿੱਧੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਜਿੰਨਾ ਉੱਚਾ ਹੋਵੇਗਾ, ਭਾਫ਼ ਦਾ ਦਬਾਅ ਓਨਾ ਹੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਹ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਜਾਂ ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੀ ਭਾਫ਼ ਇਨਲੇਟ ਵਾਲਵ ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਪਿਸਟਨ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਫੈਲਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਇਹ ਫੈਲਦੀ ਹੈ, ਭਾਫ਼ ਪਿਸਟਨ ਨੂੰ ਧੱਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਇਹ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਚਲੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਭਾਫ਼ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਗਰਮੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਪਿਸਟਨ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪਿਸਟਨ ਨਾਲ ਜੁੜਿਆ ਪਹੀਆ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ (1)। ਅੱਧੇ ਘੁੰਮਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪਹੀਆ ਪਿਸਟਨ ਨੂੰ ਆਪਣੀ ਅਸਲ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਧੱਕਦਾ ਹੈ (2)। ਜਦੋਂ ਪਿਸਟਨ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇਨਲੇਟ ਵਾਲਵ ਆਪਣੇ ਆਪ ਬੰਦ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਆਪਣੇ ਆਪ ਖੁੱਲ੍ਹ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਭਾਫ਼ ਨੂੰ ਕੰਡੈਂਸਰ ਦੁਆਰਾ ਸੰਘਣਾ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤ੍ਰੇਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਅੱਗੇ, ਕੰਡੈਂਸਰ ਵਿੱਚ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਦੁਬਾਰਾ ਉਬਾਲਣ ਲਈ ਕੰਟੇਨਰ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਪੰਪ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹੀ... ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਾਰ-ਵਾਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਪਿਸਟਨ ਸੱਜੇ ਅਤੇ ਖੱਬੇ ਲਗਾਤਾਰ ਚਲਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਪਿਸਟਨ ਸੱਜੇ ਅਤੇ ਖੱਬੇ ਲਗਾਤਾਰ ਚਲਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਪਹੀਆ ਵੀ ਲਗਾਤਾਰ ਘੁੰਮਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਪਹੀਏ ਦੀ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਿਸੇ ਚੀਜ਼ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਭਾਫ਼ ਟਰਬਾਈਨ
ਇੱਕ ਭਾਫ਼ ਟਰਬਾਈਨ ਦਾ ਕੰਮ ਕਰਨ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪਰਸਪਰ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਫਰਕ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਪਰਸਪਰ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਇੱਕ ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਭਾਫ਼ ਟਰਬਾਈਨ ਇੱਕ ਟਰਬਾਈਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਪਰਸਪਰ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ, ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਅਨੁਵਾਦਕ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਅਨੁਵਾਦਕ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਘੁੰਮਦੇ ਪਹੀਏ ਦੀ ਰੋਟੇਸ਼ਨਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਭਾਫ਼ ਟਰਬਾਈਨ ਵਿੱਚ, ਗਰਮੀ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਟਰਬਾਈਨ ਦੀ ਰੋਟੇਸ਼ਨਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਦਬਾਅ ਦੇ ਅੰਤਰ ਦੇ ਕਾਰਨ ਟਰਬਾਈਨ ਘੁੰਮ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਬਲੇਡ ਦੇ ਉੱਪਰ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਬਲੇਡ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਬਲੇਡ ਟਰਬਾਈਨ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਲੇਟ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਸਿੱਧੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਬਲੇਡ ਦੇ ਉੱਪਰ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਬਲੇਡ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਬਲੇਡ ਦੇ ਉੱਪਰ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਦਬਾਅ ਬਲੇਡ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਦਬਾਅ ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦਬਾਅ ਅੰਤਰ ਕਾਰਨ ਭਾਫ਼ ਬਲੇਡ ਨੂੰ ਹੇਠਾਂ ਵੱਲ ਧੱਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਟਰਬਾਈਨ ਘੁੰਮਦੀ ਹੈ। ਟਰਬਾਈਨ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਹੈ।
ਇਹ ਧਿਆਨ ਦੇਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਕਿ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਦਾ ਕੰਮ ਕਰਨ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਉੱਪਰ ਦੱਸੇ ਗਏ ਊਰਜਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਚਿੱਤਰ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਇੱਕ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਜਾਂ ਸਥਾਨ ਤੋਂ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀ ਵਸਤੂ ਜਾਂ ਸਥਾਨ ਤੱਕ ਗਰਮੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਆਗਿਆ ਦੇ ਕੇ ਪੈਦਾ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਇੱਕ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਦਾ ਅੰਤਰ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।
ਜੇਕਰ ਤੁਸੀਂ ਧਿਆਨ ਦਿੰਦੇ ਹੋ ਕਿ ਇੱਕ ਰਿਸੀਪ੍ਰੋਕੇਟਿੰਗ ਸਟੀਮ ਇੰਜਣ ਕਿਵੇਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਤੁਸੀਂ ਦੇਖੋਗੇ ਕਿ ਪਿਸਟਨ ਅਜੇ ਵੀ ਖੱਬੇ ਅਤੇ ਸੱਜੇ ਹਿੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ ਭਾਵੇਂ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਅੰਤਰ ਨਹੀਂ ਹੈ (ਕੋਈ ਕੰਡੈਂਸਰ ਜਾਂ ਪੰਪ ਨਹੀਂ)। ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਜਾਂ ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੀ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਵਿਸਥਾਰ ਕਾਰਨ ਪਿਸਟਨ ਸੱਜੇ ਹਿੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਭਾਫ਼ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਗਰਮੀ ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਅਨੁਵਾਦਕ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਇਹ ਅਨੁਵਾਦਕ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਫਿਰ ਘੁੰਮਦੇ ਪਹੀਏ ਦੀ ਘੁੰਮਣਸ਼ੀਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਅੱਧਾ ਘੁੰਮਣ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪਹੀਆ ਪਿਸਟਨ ਨੂੰ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਵਾਪਸ ਧੱਕਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਪਹੀਆ ਪਿਸਟਨ ਨੂੰ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਵਾਪਸ ਧੱਕਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪਹੀਏ ਦੀ ਘੁੰਮਣਸ਼ੀਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਦੁਬਾਰਾ ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਅਨੁਵਾਦਕ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਪਿਸਟਨ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਸਿਲੰਡਰ ਵਿੱਚ ਭਾਫ਼ ਨੂੰ ਬਾਹਰ ਧੱਕਦਾ ਹੈ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਖੁੱਲ੍ਹਦਾ ਹੈ।
ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਪਿਸਟਨ ਦੁਆਰਾ ਧੱਕੀ ਗਈ ਭਾਫ਼ ਆਪਣੇ ਦੋਸਤ ਨੂੰ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਧੱਕ ਦੇਵੇਗੀ। ਹੁਣ, ਜੇਕਰ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਪਿਸਟਨ ਦੁਆਰਾ ਧੱਕੀ ਗਈ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਸਾਰੀ ਅਨੁਵਾਦਕ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਵਾਪਸ ਭਾਫ਼ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਵੇਗੀ। ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਸਿੱਧੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਭਾਫ਼ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਊਰਜਾ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਤਾਪਮਾਨ ਸਿੱਧੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਦਬਾਅ ਵੀ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਰਾਹੀਂ ਛੱਡੀ ਗਈ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਦਬਾਅ ਇਨਲੇਟ ਵਾਲਵ ਰਾਹੀਂ ਦਾਖਲ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਿਸਟਨ ਲਗਾਤਾਰ ਸੱਜੇ ਅਤੇ ਖੱਬੇ ਹਿੱਲਦਾ ਰਹੇਗਾ ਪਰ ਕੋਈ ਕੁੱਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਨਹੀਂ ਹੋਵੇਗੀ ਜਿਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕੇ (ਕੋਈ ਕੁੱਲ ਕੰਮ ਪੈਦਾ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ)। ਇਸ ਲਈ ਵਿਸਥਾਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ (ਪਿਸਟਨ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਚਲਦਾ ਹੈ) ਦੌਰਾਨ ਪਿਸਟਨ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਸੰਕੁਚਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਭਾਫ਼ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਆ ਜਾਵੇਗੀ (ਪਿਸਟਨ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਚਲਦਾ ਹੈ)।
ਇਹ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਦਾ ਅੰਤਰ ਅਜੇ ਵੀ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਇਹ ਤਾਪਮਾਨ ਅੰਤਰ ਇੱਕ ਕੰਡੈਂਸਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਸਿਲੰਡਰ ਵਿੱਚ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਜਦੋਂ ਪਿਸਟਨ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਵਾਪਸ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪਿਸਟਨ ਦੁਆਰਾ ਭਾਫ਼ 'ਤੇ ਪਾਏ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਦਬਾਅ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਪਿਸਟਨ 'ਤੇ ਪਾਏ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਦਬਾਅ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਪਿਸਟਨ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, ਪਿਸਟਨ ਦੁਆਰਾ ਭਾਫ਼ 'ਤੇ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਕੰਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਪਿਸਟਨ 'ਤੇ ਕੀਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਕੰਮ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ ਪਿਸਟਨ ਦੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਦਾ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਜਿਹਾ ਹਿੱਸਾ ਹੀ ਭਾਫ਼ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਆਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਕੁੱਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਜਾਂ ਕੁੱਲ ਕੰਮ ਪੈਦਾ ਹੋਵੇਗਾ। ਇਹ ਕੁੱਲ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਕਿਸੇ ਚੀਜ਼ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਲਈ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਲਨ ਇੰਜਣ
ਮੋਟਰਸਾਈਕਲ ਅਤੇ ਕਾਰ ਇੰਜਣ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੰਬਸ਼ਨ ਇੰਜਣਾਂ ਦੀਆਂ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੰਬਸ਼ਨ ਇੰਜਣ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਬਲਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਇੱਕ ਬੰਦ ਸਿਲੰਡਰ ਦੇ ਅੰਦਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੰਬਸ਼ਨ ਇੰਜਣ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਅਤੇ ਵਿਸਥਾਰ ਦੀ ਧਾਰਨਾ ਦੀ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹਨ, ਜਿਸਨੂੰ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕਸ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਨਿਯਮ ਵਿੱਚ ਸਮਝਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ ।
ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ਼ ਉਹਨਾਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਲਨ ਇੰਜਣਾਂ 'ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕਰਾਂਗੇ ਜੋ ਪੈਟਰੋਲ ਅਤੇ ਡੀਜ਼ਲ ਨੂੰ ਬਾਲਣ ਵਜੋਂ ਵਰਤਦੇ ਹਨ। ਪੈਟਰੋਲ ਅਤੇ ਡੀਜ਼ਲ ਪੈਟਰੋਲੀਅਮ ਉਤਪਾਦ ਹਨ, ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਰਸਾਇਣਕ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਪੈਟਰੋਲ ਅਤੇ ਡੀਜ਼ਲ ਵਿੱਚ ਰਸਾਇਣਕ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਪਹਿਲਾਂ ਬਲਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਰਾਹੀਂ ਗਰਮੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਬਲਨ ਰਾਹੀਂ ਪੈਦਾ ਹੋਈ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਫਿਰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਉਹ ਹੈ ਜੋ ਇੱਕ ਮੋਟਰਸਾਈਕਲ ਜਾਂ ਕਾਰ ਨੂੰ ਹਿਲਾਉਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਗੈਸੋਲੀਨ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਚੱਕਰ ਨੂੰ ਔਟੋ ਚੱਕਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਡੀਜ਼ਲ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਚੱਕਰ ਨੂੰ ਡੀਜ਼ਲ ਚੱਕਰ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਚੱਕਰ ਇੱਕ ਉਲਟਾਉਣ ਯੋਗ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੈ। ਆਓ ਪਹਿਲਾਂ ਔਟੋ ਚੱਕਰ ਬਾਰੇ ਚਰਚਾ ਕਰੀਏ।
ਔਟੋ ਸਾਈਕਲ
ਇਹ ਚਾਰ-ਸਟ੍ਰੋਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੰਬਸ਼ਨ ਇੰਜਣ ਦਾ ਚਿੱਤਰ ਹੈ। ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਕਾਰਬੋਰੇਟਰ ਤੋਂ ਸਿਲੰਡਰ ਵਿੱਚ ਵਗਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਿਸਟਨ ਹੇਠਾਂ ਵੱਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਇੰਟੇਕ ਸਟ੍ਰੋਕ)। ਸਿਲੰਡਰ ਵਿੱਚ ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਫਿਰ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਿਸਟਨ ਉੱਪਰ ਵੱਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (ਕੰਪ੍ਰੈਸ਼ਨ ਸਟ੍ਰੋਕ)। ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਮਿਸ਼ਰਣ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਸਪਾਰਕ ਪਲੱਗ ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਅੱਗ ਲਗਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਇਸਨੂੰ ਅੱਗ ਲਗਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਇਹ ਬਲਦਾ ਹੈ, ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ, ਉੱਚ-ਦਬਾਅ ਵਾਲੀ ਗੈਸ ਪਿਸਟਨ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਫੈਲਦੀ ਹੈ, ਇਸਨੂੰ ਹੇਠਾਂ ਵੱਲ ਧੱਕਦੀ ਹੈ (ਐਕਸਪੈਂਸ਼ਨ ਸਟ੍ਰੋਕ)। ਫਿਰ ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਨੂੰ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਵਾਲਵ ਰਾਹੀਂ ਛੱਡਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਪਾਈਪ (ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਸਟ੍ਰੋਕ) ਵੱਲ ਨਿਰਦੇਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਨਟੇਕ ਵਾਲਵ ਦੁਬਾਰਾ ਖੁੱਲ੍ਹਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਚਾਰ ਸਟ੍ਰੋਕ ਦੁਹਰਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।
ਇਹ ਧਿਆਨ ਦੇਣਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਕਿ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਸਟ੍ਰੋਕ ਦਾ ਉਦੇਸ਼ ਹਵਾ-ਗੈਸੋਲੀਨ ਭਾਫ਼ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਬਲਨ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਵਿਸਥਾਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲਾ ਜ਼ੋਰ (F = PA) ਬਹੁਤ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਮੋਟਰਸਾਈਕਲ ਜਾਂ ਕਾਰ ਇੰਜਣ ਵਧੇਰੇ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਵੀ, ਹਵਾ-ਗੈਸੋਲੀਨ ਭਾਫ਼ ਮਿਸ਼ਰਣ ਉਦੋਂ ਭੜਕ ਸਕਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਸਪਾਰਕ ਪਲੱਗ ਇੱਕ ਚੰਗਿਆੜੀ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਬਲਦੀ ਗੈਸ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ, ਇਸ ਲਈ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਜ਼ੋਰ ਵੀ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਇੰਜਣ ਘੱਟ ਸ਼ਕਤੀਸ਼ਾਲੀ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਚਾਰ-ਸਟ੍ਰੋਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕੰਬਸ਼ਨ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਪਰਿਵਰਤਨ ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸਮਝਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ: ਬਲਨ ਦੌਰਾਨ, ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਿੱਚ ਰਸਾਇਣਕ ਸੰਭਾਵੀ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਗਰਮੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਕੁਝ ਗਰਮੀ ਪਿਸਟਨ ਰਾਡ ਅਤੇ ਕ੍ਰੈਂਕਸ਼ਾਫਟ ਵਿੱਚ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਕੁਝ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਪਾਈਪ ਰਾਹੀਂ ਛੱਡੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਪਿਸਟਨ ਰਾਡ ਅਤੇ ਕ੍ਰੈਂਕਸ਼ਾਫਟ ਵਿੱਚ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਾਹਨ ਵਿੱਚ (ਵਾਹਨ ਨੂੰ ਚਲਾਉਂਦੇ ਸਮੇਂ) ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਛੋਟਾ ਜਿਹਾ ਹਿੱਸਾ ਗਰਮੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗਰਮੀ ਰਗੜ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਔਟੋ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਵਿਸਥਾਰ ਅਤੇ ਸੰਕੁਚਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਚਿੱਤਰ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਚਿੱਤਰ ਇੱਕ ਗੈਸੋਲੀਨ-ਸੰਚਾਲਿਤ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਲਨ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਹੋਣ ਵਾਲੀਆਂ ਥਰਮੋਡਾਇਨਾਮਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਮਾਡਲ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸਿਲੰਡਰ (a) ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਫਿਰ ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਅਡਿਆਬੈਟਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (a-b)। ਧਿਆਨ ਦਿਓ ਕਿ ਸਿਲੰਡਰ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਮਾਤਰਾ 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ - ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਸਾੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (b-c)। ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਅਡਿਆਬੈਟਿਕ ਵਿਸਥਾਰ (c-d) ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦੀ ਹੈ। ਸਥਿਰ ਮਾਤਰਾ 'ਤੇ ਠੰਢਾ ਹੋਣ 'ਤੇ - ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਨੂੰ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਪਾਈਪ ਵਿੱਚ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਹਵਾ + ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦਾ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸਿਲੰਡਰ (d-a) ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸਿਲੰਡਰ (a) ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਫਿਰ ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਅਡਿਆਬੈਟਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (a-b)। ਧਿਆਨ ਦਿਓ ਕਿ ਸਿਲੰਡਰ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਮਾਤਰਾ 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ - ਮਿਸ਼ਰਣ ਨੂੰ ਸਾੜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (b-c)। ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਅਡਿਆਬੈਟਿਕ ਵਿਸਥਾਰ (c-d) ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦੀ ਹੈ। ਸਥਿਰ ਮਾਤਰਾ 'ਤੇ ਠੰਢਾ ਹੋਣ 'ਤੇ - ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਨੂੰ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਪਾਈਪ ਵਿੱਚ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਹਵਾ + ਗੈਸੋਲੀਨ ਵਾਸ਼ਪ ਦਾ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸਿਲੰਡਰ (d-a) ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਡੀਜ਼ਲ ਸਾਈਕਲ
ਡੀਜ਼ਲ ਇੰਜਣ ਦਾ ਕੰਮ ਕਰਨ ਦਾ ਸਿਧਾਂਤ ਗੈਸੋਲੀਨ ਇੰਜਣ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਅੰਤਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਐਡੀਆਬੈਟਿਕ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਸਟੈਪ (ਐਡੀਆਬੈਟਿਕ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ = ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਜੋ ਇੰਨੀ ਜਲਦੀ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਸਿਸਟਮ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਬਾਹਰ ਜਾਣ ਦਾ ਸਮਾਂ ਨਹੀਂ ਮਿਲਦਾ। ਇਸ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਸਿਸਟਮ ਇੱਕ ਸਿਲੰਡਰ ਹੈ) ਵਿੱਚ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਗੈਸੋਲੀਨ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ, ਜੋ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਉਹ ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇੱਕ ਡੀਜ਼ਲ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਹਵਾ ਹੀ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਐਡੀਆਬੈਟਿਕ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਹਵਾ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਅੱਗੇ, ਇੰਜੈਕਟਰ, ਉਰਫ਼ ਇੰਜੈਕਟਰ, ਡੀਜ਼ਲ ਨੂੰ ਸਪਰੇਅ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਹਵਾ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਡੀਜ਼ਲ ਨੂੰ ਸਿਲੰਡਰ ਵਿੱਚ ਸਪਰੇਅ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਡੀਜ਼ਲ ਤੁਰੰਤ ਅੱਗ ਲੱਗ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸਪਾਰਕ ਪਲੱਗ ਦੀ ਕੋਈ ਲੋੜ ਨਹੀਂ। ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਦਬਾਅ ਮੁੱਲ ਨੂੰ ਧਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖੋ। ਇਸਦੀ ਤੁਲਨਾ ਓਟੋ ਸਾਈਕਲ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਦਬਾਅ ਮੁੱਲ ਨਾਲ ਕਰੋ।
ਇਹ ਚਿੱਤਰ ਇੱਕ ਆਦਰਸ਼ ਡੀਜ਼ਲ ਚੱਕਰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਸ਼ੁਰੂ ਵਿੱਚ, ਹਵਾ ਨੂੰ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੰਕੁਚਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (a-b), ਫਿਰ ਨਿਰੰਤਰ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ - ਇੰਜੈਕਟਰ ਡੀਜ਼ਲ ਨੂੰ ਸਪਰੇਅ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਬਲਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (b-c), ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਫੈਲਾਅ (c-d) ਵਿੱਚੋਂ ਲੰਘਦੀ ਹੈ, ਨਿਰੰਤਰ ਵਾਲੀਅਮ 'ਤੇ ਠੰਢੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ - ਸੜੀ ਹੋਈ ਗੈਸ ਨੂੰ ਐਗਜ਼ੌਸਟ ਪਾਈਪ ਰਾਹੀਂ ਬਾਹਰ ਕੱਢਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਤਾਜ਼ੀ ਹਵਾ ਸਿਲੰਡਰ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੁੰਦੀ ਹੈ (d-a)।
ਉੱਪਰ ਦਿੱਤੀ ਵਿਆਖਿਆ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਇਹ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਹਰੇਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਵਿੱਚ ਮੂਲ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖਾਸ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਲਈ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥ ਪਾਣੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਗੈਸੋਲੀਨ ਇੰਜਣ ਲਈ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥ ਹਵਾ ਅਤੇ ਗੈਸੋਲੀਨ ਭਾਫ਼ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਡੀਜ਼ਲ ਇੰਜਣ ਲਈ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥ ਹਵਾ ਅਤੇ ਡੀਜ਼ਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ (Q H ) 'ਤੇ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਸੋਖ ਲੈਂਦਾ ਹੈ, ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ (W), ਫਿਰ ਬਾਕੀ ਬਚੀ ਗਰਮੀ ਨੂੰ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨ (Q L ) 'ਤੇ ਛੱਡਦਾ ਹੈ । ਕਿਉਂਕਿ ਊਰਜਾ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਫਿਰ Q H = W + Q L।
ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ
ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ (e) ਇੰਜਣ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ (W) ਅਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ (Q H ) 'ਤੇ ਤਾਪ ਇਨਪੁੱਟ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਅਨੁਪਾਤ ਹੈ । ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਇਸਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ:
W ਸਾਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲਾ ਮੁਨਾਫ਼ਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ QH ਉਹ ਲਾਗਤ ਹੈ ਜੋ ਅਸੀਂ ਬਾਲਣ ਖਰੀਦਣ ਅਤੇ ਸਾੜਨ ਲਈ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਮਨੁੱਖਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਜੋ ਹਮੇਸ਼ਾ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੰਭਵ ਲਾਭ ਅਤੇ ਸਭ ਤੋਂ ਘੱਟ ਸੰਭਵ ਖਰਚ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨਾ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਸੀਂ ਸੱਚਮੁੱਚ ਉਮੀਦ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਸਾਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਹੋਣ ਵਾਲਾ ਮੁਨਾਫ਼ਾ (W) ਸਾਡੇ ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਲਾਗਤ (QH) ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੋਵੇ। ਕੀ ਇਹ ਸੰਭਵ ਹੈ?
ਊਰਜਾ ਦੀ ਸੰਭਾਲ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਇਨਪੁੱਟ ਤਾਪ (Q H ) ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੰਮ (W) + ਜਾਰੀ ਕੀਤੀ ਗਈ ਤਾਪ (Q L ) ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੋਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ। ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ:
ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤ ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਉਣ ਲਈ, ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਸਮੀਕਰਨ ਨੂੰ ਸਿਰਫ਼ 100% ਨਾਲ ਗੁਣਾ ਕਰੋ। ਉੱਪਰ ਦਿੱਤੇ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਸਮੀਕਰਨ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਇੱਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਜਿੰਨੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੀਟ ਰਿਜੈਕਟ (Q L ) ਕਰੇਗਾ, ਓਨਾ ਹੀ ਘੱਟ ਕੁਸ਼ਲ ਹੋਵੇਗਾ। ਅਸੀਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੀਟ ਰਿਜੈਕਟ (Q L ) ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਾਂ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਹੀਟ ਇਨਪੁੱਟ (Q H ) ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਤੇਲ, ਕੋਲਾ, ਗੈਸ, ਆਦਿ (ਉਹ ਬਾਲਣ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਲਈ ਅਸੀਂ ਭੁਗਤਾਨ ਕਰਦੇ ਹਾਂ) ਨੂੰ ਸਾੜ ਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।
ਇਸ ਲਈ, ਹਰੇਕ ਹੀਟ ਇੰਜਣ ਨੂੰ ਜ਼ਰੂਰੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਿੰਨਾ ਸੰਭਵ ਹੋ ਸਕੇ ਕੁਸ਼ਲ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਅਸੀਂ ਘੱਟ ਤੋਂ ਘੱਟ ਖਰਚੇ ਤੋਂ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੰਭਵ ਲਾਭ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹਾਂ, ਅਸਲੀਅਤ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਭਾਫ਼ ਇੰਜਣ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 40% ਕੁਸ਼ਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬਲਨ ਇੰਜਣ ਲਗਭਗ 50% ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਬਾਲਣ ਨੂੰ ਸਾੜਨ ਨਾਲ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਅੱਧੀ ਗਰਮੀ ਬਰਬਾਦ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸਿਰਫ਼ ਅੱਧੀ ਹੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਊਰਜਾ ਵਿੱਚ ਬਦਲਦੀ ਹੈ।
ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ 1:
ਇੱਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ 3000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ (Q H ) ਸੋਖਦਾ ਹੈ, ਕੰਮ (W) ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ 2500 ਜੂਲ ਗਰਮੀ (Q L ) ਛੱਡਦਾ ਹੈ। ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਕੀ ਹੈ?
ਚਰਚਾ
ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ 2:
ਇੱਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ 3000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ (Q H ) ਸੋਖਦਾ ਹੈ, ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ (W) ਅਤੇ 2000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ (Q L ) ਛੱਡਦਾ ਹੈ। ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਕੀ ਹੈ?
ਚਰਚਾ
ਉਦਾਹਰਨ ਸਵਾਲ 3:
ਇੱਕ ਤਾਪ ਇੰਜਣ 3000 ਜੂਲ ਗਰਮੀ (Q H ) ਸੋਖਦਾ ਹੈ, ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ (W) ਅਤੇ 1500 ਜੂਲ ਗਰਮੀ (Q L ) ਛੱਡਦਾ ਹੈ। ਤਾਪ ਇੰਜਣ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਕੀ ਹੈ?
ਚਰਚਾ
