گرمي انجڻ جي مثال (ٿرموڊائنامڪس جي ٻئي قانون جو اطلاق)

گرمي انجڻ جي مسئلن جون 9 مثالون (ٿرموڊائنامڪس جي ٻئي قانون جو اطلاق)

1. هڪ چڪر ۾، هڪ انجن هڪ اعليٰ درجه حرارت واري ذخيري مان 3000 جول گرمي جذب ڪري ٿو ۽ 1000 جول گرمي کي گهٽ درجه حرارت واري ذخيري ڏانهن رد ڪري ٿو. گرمي انجن جي ڪارڪردگي جو اندازو لڳايو!

بحث مباحثو
گرمي انجڻ هن صفحي تي سوالن ۾ "ڪارنوٽ" اصطلاح ڪارنوٽ انجڻ وانگر ناهي. هڪ ڪارنوٽ انجڻ هڪ مثالي گرمي انجڻ آهي ۽ صرف نظرياتي طور تي موجود آهي. ان جي ابتڙ، هن سوال ۾ حوالو ڏنل گرمي انجڻ هڪ حقيقي گرمي انجڻ آهي، نه ته نظرياتي گرمي انجڻ (ڪارنوٽ انجڻ).
اهو معلوم آهي :
جذب ٿيل گرمي (Q_H) = 3000 جول
گرمي جاري ڪئي وئي (Q_L) = 1000 جول
مشين پاران پيدا ڪيل ڪم (W) = 3000 - 1000 = 2000 جول
پڇيو ويو : گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي (e)
جواب :

2. هڪ گرمي انجڻ هڪ چڪر ۾ 2000 جول ڪم پيدا ڪري ٿي ۽ 500 جول گرمي رد ڪري ٿي. انجن جي ڪارڪردگي آهي...

بحث مباحثو
اهو معلوم آهي :
مشين پاران پيدا ڪيل ڪم (W) = 2000 جول
گرمي جاري ڪئي وئي (Q_L) = 5000 جول
جذب ٿيل گرمي (Q_H) = 2000 + 5000 = 7000 جول
پڇيو ويو : گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي (e)
جواب :

3. ڪار جي انجن جي ڪارڪردگي 30 سيڪڙو آهي. جيڪڏهن انجن هر چڪر ۾ 10.000 جولز ڪم پيدا ڪري ٿو، ته انجن هر چڪر ۾ ڪيتري گرمي رد ڪري ٿو؟
بحث مباحثو
اهو معلوم آهي :
ڪارڪردگي (e) = 30% = 30/100 = 0,3
مشين پاران پيدا ڪيل ڪم (W) = 3000 جول
پڇيو ويو : هر چڪر ۾ انجن پاران ختم ٿيندڙ گرمي (Q_L)
جواب :
جذب ٿيل گرمي جو حساب ڪريو (Q_H) گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي فارمولا (e) استعمال ڪندي:
هر چڪر ۾ گرمي جي ڦهلاءُ (Q_L) = گرمي جذب ٿيل (Q_H) - ڪم پيدا ٿيل (W)
Q_L = 10.000 جول – 3000 جول
Q_L = 7000 جول

گرمي انجڻين، ڪارنوٽ انجڻين جي ڪارڪردگي

4. هڪ گرمي انجڻ هڪ اعليٰ درجه حرارت واري ذخيري مان 3.000 جول گرمي جذب ڪري ٿي ۽ 2.400 جول گهٽ درجه حرارت واري ذخيري ڏانهن رد ڪري ٿي. انجن جي ڪارڪردگي … آهي.
الف. 10٪
ب. 15٪
سي. 20٪
ڊي. 30٪
اي. 40٪
بحث:
اهو معلوم آهي :
Q_H = 3000 جولس، ق_L = 2400 جول.
پڇيو ويو :
گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي (e)؟
جواب :
صحيح جواب سي آهي.

5. ڪارنوٽ انجن ۾ 300 جي اعلي درجه حرارت جو ذخيرو هوندو آهي ^oسي ۽ گهٽ درجه حرارت جو ذخيرو 80 ^oج. مشين جي ڪارڪردگي آهي...
الف. 38٪
ب. 45٪
سي. 50٪
ڊي. 58٪
اي. 67٪
بحث:
اهو معلوم آهي :
T_L = 80^oسي = (80 + 273) ڪ = 353 ڪ
T_H = 300^oسي = (300 + 273) ڪ = 573 ڪ
جيڪڏهن گرمي پد سيلسيس يونٽن ۾ معلوم آهي، ته ان کي ڪيلون يونٽن ۾ تبديل ڪيو وڃي (ڪيلون گرمي پد لاءِ يونٽن جو بين الاقوامي نظام آهي).
پڇيو ويو :
ڪارنوٽ انجڻ جي ڪارڪردگي (e)؟
جواب :

صحيح جواب الف آهي.

6. ڪارنوٽ انجڻ جي ذخيري جو اعليٰ گرمي پد 600 ڪلواٽ آهي ۽ ان جي ڪارڪردگي 60٪ آهي. 70٪ ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ، ڪارنوٽ انجڻ جي ذخيري جو اعليٰ گرمي پد هجڻ گهرجي...
الف. 500 ڪلو
ب. 800 ڪلو
سي. 1000 ڪلو
ڊي. 1200 ڪلو
اوڀر 1500 ڪلو
بحث:
اهو معلوم آهي :
ڊيٽا 1: ٽي_H = 600 ڪلو، اي = 60٪
ڊيٽا 2: ٽي_H = …. ڪ؟، اي = 70٪
پڇيو ويو :
وڌيڪ گرمي پد (ٽي_H)
جواب :
گھٽ درجه حرارت (T) جي حساب لاءِ ڊيٽا 1 استعمال ڪريو_L).
ٽي استعمال ڪريو_L ۽ ڊيٽا 2 کي اعلي درجه حرارت جي حساب سان (T_H):
70٪ ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ، اعليٰ گرمي پد = 800 ڪيلون.
صحيح جواب ب آهي.

7. هيٺ ڏنل ڪارنوٽ انجن جي پي وي گراف کي ڏسو. جيڪڏهن ڊبليو = 5000 جولز، ته پوءِ انجن پاران في چڪر جاري ڪيل گرمي جو مقدار... آهي.
الف. 2.315 جول
ب. 3.475 جول
سي. 3.750 جول
ڊي. 5.000 جول
اي. 5.600 جول

بحث:
اهو معلوم آهي :
ڊبليو = 5000 جول
T_H = 780 ڪ
T_L = 320 ڪ
پڇيو ويو :
Q₂ ?
جواب :
ڪارنوٽ انجڻ جي ڪارڪردگي:
اي = 1 – (ٽي_L/T_H) = 1 – (320/780) = 1 – 0,41 = 0,59
ڪم ڪرڻ لاءِ صرف 59 سيڪڙو گرمي استعمال ٿيندي آهي. ڪارنوٽ انجن پاران جذب ڪيل گرمي جي حساب ڪرڻ لاءِ هن ڊيٽا کي استعمال ڪريو (Q₁).
(0,59)(سوال₁) = 5000 جول
Q₁ = 5000 جولس/0,59 = 8475 جولس
انجن پاران جذب ڪيل گرمي جو مقدار 8475 جول آهي.
هر چڪر ۾ انجن پاران خارج ٿيندڙ گرمي جو مقدار:
ڊبليو = سوال₁ -ق₂
5000 جولس = 8475 جولس – ق₂
Q₂ = 8475 جول – 5000 جول
Q₂ = 3475 جول
صحيح جواب ب آهي.

8. هيٺ ڏنل ڪارنوٽ انجن جي پي وي ڊاگرام کي ڏسو! جيڪڏهن گرمي جذب ٿئي ٿي (Q₁) = 8000 جولز پوءِ ڪارنوٽ انجن پاران ڪيل ڪم آهي...
الف. 1640 جي
بي. 4720 جي
سي. 5640 جي
ڊي. 6270 جي
اي. 8840 جي

بحث:
اهو معلوم آهي :
Q₁ = 8000 جي
T_H = 820 ڪ
T_L = 380 ڪ
پڇيو ويو :
ڊبليو؟
جواب :
ڪارنوٽ انجڻ جي ڪارڪردگي:
اي = 1 – (ٽي_L/T_H) = 1 – (380/820) = 1 – 0,46 = 0,54
ڪم ڪرڻ لاءِ صرف 54 سيڪڙو گرمي استعمال ٿئي ٿي. ڪارنوٽ انجن (ڊبليو) پاران ڪيل ڪم جي حساب لاءِ هن ڊيٽا کي استعمال ڪريو.
(0,59)(8000) = 4720 جولس
ڪارنوٽ انجن جو ڪم 4720 جولز آهي.
صحيح جواب ب آهي.

9. هڪ ڪارنوٽ انجن 520 جي گرمي ذخيري جي وچ ۾ ڪم ڪري ٿو ^oسي ۽ ٿڌو ذخيرو 110 ^oج. جيڪڏهن مشين گرم ذخيري مان 3000 جول گرمي جذب ڪري ٿي، ته پوءِ مشين مان رد ٿيل گرمي جي مقدار... آهي.
الف. 450 جول
ب. 800 جول
سي. 1000 منٽ
ڊي. 1200 جولز
اي. 1440 جولز
بحث:
اهو معلوم آهي :
T_H = 520 + 273 = 793 ڪلو
T_L = 110 + 273 = 383 ڪلو
Q₁ = 3000 جي
پڇيو ويو :
Q₂ = …؟
جواب :
ڪارنوٽ انجڻ جي ڪارڪردگي:
e = 1 - (383/793) = 1 - 0,48 = 0,52
انجن پاران ڪيل ڪم جي حساب لاءِ هن ڊيٽا کي استعمال ڪريو (W)
(0,52)(3000) = 1560 جولس
مشين پاران ڪيل ڪم 1560 جولز آهي.
انجن پاران جاري ڪيل گرمي جو مقدار:
Q₂ = 3000 جول – 1560 جول
Q₂ = 1440 جول
انجن پاران جاري ڪيل گرمي 1440 جولس آهي.