ناقابلِ واپسي ٿرموڊائنامڪ عملن جي وضاحت لاءِ، سائنسدانن ٿرموڊائنامڪس جو ٻيو قانون تيار ڪيو. ٿرموڊائنامڪس جو ٻيو قانون وضاحت ڪري ٿو ته ڪائنات ۾ ڪهڙا عمل ٿي سگهن ٿا ۽ ڪهڙا عمل نه ٿا ٿي سگهن. آر جي اي ڪلاوسيس (1822-1888) نالي هڪ سائنسدان هيٺ ڏنل بيان ڏنو:
قدرتي طور تي، گرمي تيز گرمي پد وارين شين کان گهٽ درجه حرارت وارين شين ڏانهن منتقل ٿيندي آهي؛ قدرتي طور تي، گرمي گهٽ درجه حرارت وارين شين کان وڌيڪ درجه حرارت وارين شين ڏانهن نه ويندي آهي (ٿرموڊائنامڪس جو ٻيو قانون - ڪلازيس جو بيان).
ڪلاوسيس جو بيان ٿرموڊائنامڪس جي ٻئي قانون جي خاص بيانن مان هڪ آهي. ان کي خاص بيان سڏيو ويندو آهي ڇاڪاڻ ته اهو صرف هڪ عمل تي لاڳو ٿئي ٿو، جيڪو گرمي جي منتقلي سان لاڳاپيل آهي. جيئن ته هي بيان ٻين عملن سان لاڳاپيل ناهي، اسان کي هڪ وڌيڪ عام بيان جي ضرورت آهي. ٿرموڊائنامڪس جي ٻئي قانون جي عام بيان جي ترقي گرمي انجڻ جي مطالعي تي ٻڌل آهي. تنهن ڪري، اسان پهريان انجن جي گرمي تي بحث ڪريون ٿا.
گرمي انجڻ
اسان جيڪا توانائي استعمال ڪريون ٿا ان جو گهڻو حصو پيٽروليم، گئس، ڪوئلي ۾ موجود ڪيميائي امڪاني توانائي مان ايندو آهي. سڌي طرح استعمال ڪرڻ لاءِ لاڳو ٿيندڙ ڪيميائي امڪاني توانائي کي پهريان ساڙڻ گهرجي. عام طور تي، فوسل ايندھن (تيل، گئس، ۽ ڪوئلي) کي ساڙڻ سان گرمي پيدا ٿئي ٿي. گرمي کي سڌو سنئون کاڌو پچائڻ، ڪمري کي گرم ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري سگهجي ٿو. ڪنهن شيءِ کي منتقل ڪرڻ لاءِ (جهڙوڪ گاڏي کي منتقل ڪرڻ لاءِ)، اسان کي گرمي کي حرڪي توانائي يا مشيني توانائي (مشيني توانائي = امڪاني توانائي + حرڪي توانائي) ۾ تبديل ڪرڻ گهرجي.
1700ع ۾ هڪ اوزار دريافت ٿيو جيڪو ڪم ڪرڻ لاءِ گرمي استعمال ڪندو آهي. اهو هڪ ٻاڦ وارو انجن هو. ٻاڦ واري انجن کي پهريون ڀيرو ڪوئلي جي کاڻ مان پاڻي ڪڍڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو.
ٻاڦ واري انجڻ جو استعمال ان ڪري آهي جو ٻاڦ شين کي منتقل ڪري سگهي ٿي. ٻاڦ واري انجڻ ۾ هڪ گرمي انجڻ شامل آهي (هڪ گرمي انجڻ گرمي کي ميڪيڪل توانائي ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ هڪ اوزار آهي). هاڻي ٻاڦ واري انجڻ کي بجلي پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. جديد گرمي انجڻ اندروني ڪمبشن انجڻ آهن جهڙوڪ ڪار انجڻ، موٽرسائيڪل انجڻ، وغيره.
گرمي انجڻ جي استعمال جي پويان بنيادي خيال اهو آهي ته گرمي کي ميڪيڪل توانائي ۾ تبديل ڪري سگهجي ٿو جيڪڏهن گرمي کي اعلي درجه حرارت کان گهٽ درجه حرارت ڏانهن وهڻ جي اجازت ڏني وڃي. هن عمل دوران، ڪجهه گرمي ميڪيڪل توانائي ۾ تبديل ٿي ويندي آهي (ڪجهه گرمي ڪم ڪرڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي)، ڪجهه گرمي گهٽ درجه حرارت واري هنڌن تي خارج ڪئي ويندي آهي. گرمي انجڻ ۾ توانائي ۽ توانائي جي منتقلي جي شڪل کي تبديل ڪرڻ جو عمل هن ڊاگرام وانگر نظر اچي ٿو.
وڌيڪ گرمي پد (ٽيH) ۽ گھٽ درجه حرارت (TL) کي مشين آپريٽنگ گرمي پد سڏيو ويندو آهي. QH ڇا گرمي تيز گرمي پد مان وهندڙ آهي، جڏهن ته QL گرمي گهٽ درجه حرارت واري جاءِ ڏانهن وهندي آهي. جڏهن تيز درجه حرارت کان گهٽ درجه حرارت ڏانهن وهندي آهي، ڪجهه گرمي ميڪانياتي توانائي ۾ تبديل ٿي ويندي آهي (ڪم ڪرڻ لاءِ استعمال ٿيندي آهي)، ڪجهه گرمي کي Q طور خارج ڪيو ويندو آهي.L. سڀ گرمي ڪم ۾ تبديل نه ٿي ڪري سگهجي (W)، هميشه گرمي هوندي آهي جيڪا خارج ٿيندي آهي (Q)L). تنهن ڪري، توانائي جي تحفظ جي بنياد تي، QH = ڊبليو + سوالL.
ڪيتريون ئي گرمي انجڻون آهن، جن ۾ ٻاڦ وارا انجن ۽ اندروني ڪمبشن انجڻ شامل آهن.
ٻاڦ واري انجڻ
ٻاڦ وارا انجن پاڻيءَ جي بخارات کي گرمي جي منتقلي جي وچولي طور استعمال ڪندا آهن. ٻاڦ ڪم ڪندڙ سيال آهي. ٻاڦ وارا انجن ٻن قسمن جا آهن: متبادل ٻاڦ وارا انجن ۽ ٽربائن ٻاڦ وارا انجن. هن انجن جي ڊيزائن مختلف آهي، پر اهي ٻئي قسم جا ٻاڦ وارا انجن ٻاڦ استعمال ڪندا آهن جيڪا تيل، گئس، ڪوئلي کي ساڙڻ يا ايٽمي توانائي استعمال ڪندي گرم ڪئي ويندي آهي.
اندروني ڪمبشن انجڻ
موٽرسائيڪل انجن ۽ ڪار انجن اندروني ڪمبشن انجن جا مثال آهن. ان کي اندروني ڪمبشن انجن سڏيو ويندو آهي ڇاڪاڻ ته ڪمبشن جو عمل بند سلنڈرن اندر ٿيندو آهي. اندروني ڪمبشن انجن جي موجودگي ايڊيبيٽڪ ڪمپريشن ۽ ايڪسپينشن جي انجنيئرنگ تصور جو نتيجو آهي.
گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي
گرمي انجڻ (e) جي ڪارڪردگي مشين پاران تيز گرمي پد تي گرمي ان پٽ سان ڪيل ڪم (W) جي وچ ۾ هڪ مقابلو آهي (Q)H).
W حاصل ڪيل فائدو آهي، جڏهن ته QH اهو خرچ آهي جيڪو ٻارڻ خريد ڪرڻ ۽ ساڙڻ تي ٿئي ٿو. انسانن جي حيثيت سان جيڪي هميشه وڌ ۾ وڌ منافعو ۽ ننڍو خرچ حاصل ڪرڻ چاهين ٿا، اسان اميد ڪريون ٿا ته وڌندڙ منافعو (W) اسان جي خرچ ڪيل قيمت جي متناسب هجي (Q)H). ڇا اهو ٿي سگهي ٿو؟
توانائي جي تحفظ جي بنياد تي، گرمي (QH) ڪم (W) + خارج ٿيل گرمي (Q) جي برابر هجڻ گهرجيL).
مساوات 1 ۾ W کي مساوات 2 ۾ W سان تبديل ڪريو
هي گرمي انجڻ جي ڪارڪردگيءَ جو مساوات آهي.
سوال 1:
هڪ گرمي انجڻ 3000 جول جذب ڪري ٿو (QH) گرمي، ڪم ڪري ٿي (W) ۽ 2500 جولز (Q) ڪڍي ٿيL) گرمي. انجن جي گرمي جي ڪارڪردگي جو حساب ڪريو.
حل
گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي = 17٪.
سوال 2:
هڪ گرمي انجڻ 3000 جول گرمي جذب ڪري ٿي (QH)، ڪم ڪري ٿو (W) ۽ 2000 جول گرمي (Q) کي هٽائي ٿو.L). گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي جو حساب لڳايو.
حل
گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي = 34٪.
سوال 3:
هڪ گرمي انجڻ 3000 جول گرمي جذب ڪري ٿي (QH)، ڪم ڪري ٿو (W) ۽ 1500 جول گرمي (Q) اڇلائي ٿو.L). گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي جو اندازو لڳايو؟
حل
گرمي انجڻ جي ڪارڪردگي = 50٪.
