د نه بدلیدونکي ترموډینامیک پروسو د تشریح لپاره، ساینس پوهانو د ترموډینامیک دوهم قانون جوړ کړ. د ترموډینامیک دوهم قانون تشریح کوي چې په کایناتو کې کومې پروسې واقع کیدی شي او کومې پروسې نشي پیښ کیدی. د آر جي ای کلاوسس (۱۸۲۲-۱۸۸۸) په نوم یو ساینس پوه لاندې بیان ورکړ:
په طبیعي ډول، تودوخه د لوړې تودوخې لرونکو شیانو څخه د ټیټ تودوخې لرونکو شیانو ته لیږدول کیږي؛ په طبیعي ډول، تودوخه د ټیټ تودوخې لرونکو شیانو څخه د لوړې تودوخې لرونکو شیانو ته نه لیږدول کیږي (د ترموډینامیک دوهم قانون - د کلاوسیوس بیان).
د کلاوسس بیان د ترموډینامیک د دوهم قانون یو له ځانګړو بیانونو څخه دی. دا ځانګړی بیان بلل کیږي ځکه چې دا یوازې په یوه پروسه کې پلي کیږي، د تودوخې لیږد پورې اړوند. څرنګه چې دا بیان د نورو پروسو سره تړاو نلري، موږ یو ډیر عمومي بیان ته اړتیا لرو. د ترموډینامیک د دوهم قانون د عمومي بیان پراختیا د تودوخې انجنونو مطالعې پراساس ده. له همدې امله، موږ لومړی د انجن تودوخې په اړه بحث کوو.
د تودوخې انجن
د انرژۍ ډیره برخه چې موږ یې کاروو د کیمیاوي احتمالي انرژۍ څخه راځي چې په پټرولیم، ګاز، ډبرو سکرو کې شتون لري. کیمیاوي احتمالي انرژي چې د مستقیم کارولو لپاره کارول کیږي باید لومړی وسوځول شي. معمولا، د فوسیل سونګ توکو (تیل، ګاز، او ډبرو سکرو) سوځول تودوخه تولیدوي. تودوخه په مستقیم ډول د خوړو پخولو، د خونې د تودوخې لپاره کارول کیدی شي. د یو څه حرکت کولو لپاره (لکه د موټر حرکت کول)، موږ باید تودوخه په حرکي انرژي یا میخانیکي انرژي بدله کړو (میخانیکي انرژي = احتمالي انرژي + حرکي انرژي).
یوه وسیله چې د کار کولو لپاره تودوخه کاروي په ۱۷۰۰ کال کې کشف شوه. دا د بخار انجن و. د بخار انجن لومړی ځل د ډبرو سکرو له کان څخه د اوبو پمپ کولو لپاره کارول شوی و.
د بخار انجنونو کارول ځکه دي چې بخار کولی شي شیان حرکت وکړي. د بخار انجنونه د تودوخې انجن لري (د تودوخې انجن د تودوخې میخانیکي انرژۍ ته د بدلولو لپاره وسیله ده). اوس د بخار انجن د بریښنا انرژي تولید لپاره کارول کیږي. عصري تودوخې انجنونه داخلي احتراق انجنونه دي لکه د موټر انجنونه، د موټرسایکل انجنونه، او نور.
د تودوخې انجنونو د کارولو تر شا اساسي مفکوره دا ده چې تودوخه په میخانیکي انرژي بدلیدلی شي که چیرې تودوخه د لوړې تودوخې څخه ټیټ تودوخې ته د جریان اجازه ورکړل شي. د دې پروسې په جریان کې، یو څه تودوخه په میخانیکي انرژي بدلیږي (یو څه تودوخه د کار کولو لپاره کارول کیږي)، یو څه تودوخه په ټیټ تودوخې ځایونو کې خارج کیږي. د تودوخې انجن کې د انرژۍ او انرژۍ لیږد شکل بدلولو پروسه د دې ډیاګرام په څیر ښکاري.
لوړه تودوخه (TH) او ټیټه تودوخه (TL) د ماشین د کارونې تودوخې په نوم یادیږي. QH هغه تودوخه ده چې د لوړې تودوخې څخه بهیږي، پداسې حال کې چې QL هغه تودوخه ده چې د ټیټې تودوخې ځای ته جریان لري. کله چې د لوړې تودوخې څخه ټیټې تودوخې ته جریان ولري، یو څه تودوخه په میخانیکي انرژي بدلیږي (د کار کولو لپاره کارول کیږي)، یو څه تودوخه د Q په توګه ضایع کیږي.L. ټوله تودوخه په کار (W) نه شي بدلیدلی، تل تودوخه شتون لري چې خوشې کیږي (Q)L). په دې توګه، د انرژۍ د ساتنې پر بنسټ، QH = ډبلیو + پوښتنهL.
د تودوخې څو انجنونه شتون لري، په شمول د بخار انجنونه او داخلي احتراق انجنونه.
د بخار انجن
د بخار انجنونه د تودوخې د لیږد د وسیلې په توګه د اوبو بخار کاروي. بخار یو کار کوونکی مایع دی. د بخار انجنونه دوه ډوله دي: د بدیل بخار انجنونه او د توربین بخار انجنونه. د دې انجن ډیزاین توپیر لري، مګر دا دوه ډوله بخار انجنونه هغه بخار کاروي چې د تیلو، ګازو، ډبرو سکرو په سوځولو یا د اټومي انرژۍ په کارولو سره تودوخه کیږي.
د داخلي احتراق انجنونه
د موټرسایکل انجنونه او د موټر انجنونه د داخلي احتراق انجنونو مثالونه دي. داخلي احتراق انجن بلل کیږي ځکه چې د احتراق پروسه د تړلو سلنډرونو دننه ترسره کیږي. د داخلي احتراق انجن شتون د اډیابټیک کمپریشن او پراختیا د انجینرۍ مفکورې پایله ده.
د تودوخې انجن موثریت
د تودوخې انجن (e) موثریت د هغه کار (W) ترمنځ پرتله کول دي چې د ماشین لخوا په لوړه تودوخه کې د تودوخې ان پټ سره ترسره کیږي (Q H ).
W هغه ګټه ده چې ترلاسه کیږي، پداسې حال کې چې Q H هغه لګښت دی چې د سونګ توکو پیرودلو او سوځولو لپاره کیږي. د انسانانو په توګه چې تل غواړي اعظمي ګټه او ترټولو کوچنی لګښت ترلاسه کړي، موږ هیله لرو چې د ګټې زیاتوالی (W) د هغه لګښت سره متناسب وي چې موږ یې مصرف کوو (Q H ). ایا دا پیښ کیدی شي؟
د انرژۍ د ساتنې پر بنسټ، تودوخه (Q H ) باید د کار (W) + خارج شوي تودوخې (Q L ) سره مساوي وي .
په مساوات ۱ کې W د مساوات ۲ کې W سره بدل کړئ
دا د تودوخې انجن موثریت معادله ده.
پوښتنه 1:
د تودوخې انجن 3000 جول (Q H ) تودوخه جذبوي، کار کوي (W) او 2500 جول (Q L ) تودوخه لرې کوي. د انجن د تودوخې موثریت محاسبه کړئ.
د حل
د تودوخې انجن موثریت = ۱۷٪.
پوښتنه 2:
د تودوخې انجن 3000 جول تودوخه (Q H ) جذبوي ، کار کوي (W) او 2000 جول تودوخه (Q L ) لرې کوي. د تودوخې انجن موثریت محاسبه کړئ.
د حل
د تودوخې انجن موثریت = ۱۷٪.
پوښتنه 3:
د تودوخې انجن 3000 جول تودوخه جذبوي (Q H )، کار کوي (W) او تر 1500 جول تودوخه (Q L ) پورې خارجوي . د تودوخې انجن موثریت محاسبه کړئ؟
د حل
د تودوخې انجن موثریت = ۱۷٪.
