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थर्मोडायनामिक्स का दूसरा कानून यह समझने के लिए मौलिक है कि कैसे हीट इंजन संचालित होते हैं। यह ऊर्जा हस्तांतरण की दिशा और थर्मल सिस्टम के लिए दक्षता की सीमा स्थापित करता है। यह लेख पता लगाता है कि दूसरा कानून वास्तविक दुनिया के ताप इंजन और उनके व्यावहारिक बाधाओं पर कैसे लागू होता है।
The second law of thermodynamics
दूसरे कानून में कहा गया है कि एन्ट्रोपी, या विकार, एक पृथक प्रणाली में हमेशा समय के साथ बढ़ता है। गर्मी इंजन के संदर्भ में, इस कानून का तात्पर्य यह है कि सभी गर्मी ऊर्जा को काम में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। कुछ ऊर्जा हमेशा आसपास के लिए अपशिष्ट गर्मी के रूप में खो जाती है।
हीट इंजन की दक्षता सीमाएं
एक ऊष्मा इंजन की अधिकतम दक्षता कार्तिकण कारनोट दक्षता से होती है, जो गर्म और ठंडे जलाशयों के तापमान पर निर्भर करती है। सूत्र यह है:
Efficiency = 1 - (T cold / T hot)
जहां तापमान केल्विन में हैं। यह सैद्धांतिक सीमा वास्तविक इंजनों में अप्रतिवर्तीता और व्यावहारिक बाधाओं के कारण पार नहीं की जा सकती है।
रियल-विश्व अनुप्रयोग और सीमाएं
व्यावहारिक ताप इंजन में, घर्षण, भौतिक अपूर्णता और गर्मी हानि जैसे कारकों ने कारनोट सीमा के नीचे दक्षता को कम किया। इंजीनियर्स प्रदर्शन में सुधार के लिए इन अपरिवर्तनीयताओं को कम करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं।
ताप इंजन के उदाहरणों में आंतरिक दहन इंजन, भाप टरबाइन और गैस टरबाइन शामिल हैं। प्रत्येक दूसरे कानून द्वारा निर्धारित बाधाओं के भीतर काम करता है, विश्वसनीयता और लागत के साथ दक्षता संतुलन।
कुंजी टेकअवे
- दूसरा कानून गर्मी इंजन की अधिकतम दक्षता को सीमित करता है।
- दक्षता गर्मी स्रोत और सिंक के बीच तापमान अंतर पर निर्भर करती है।
- प्रैक्टिकल इंजन, अप्रतिवर्तीता के कारण कार्नोट दक्षता तक नहीं पहुंच सकते हैं।
- डिजाइन सुधार ऊर्जा हानि को कम करने और प्रदर्शन को बढ़ाने का लक्ष्य रखते हैं।