विस्तृत नोट: कार्नोट इंजन और कार्नोट के सिद्धांत

1. हीट इंजन की मूल बातें

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 11, अध्याय 12: थर्मोडायनेमिक्स]
• हीट: तापमान के अंतर के कारण प्रणालियों के बीच थर्मल ऊर्जा की स्थानांतरण
• आंतरिक ऊर्जा: प्रणाली में कणों की कुल गतिशील और संभावनात्मक ऊर्जा
• कार्य: प्रणालियों के बीच ऊर्जा की स्थानांतरण द्वारा बलों के माध्यम से
• कार्योत्पादकता: हीट इंजन में उपयोगी कार्य आउटपुट का हीट इनपुट के अनुपात

2. पलटी जा सकने वाले और अपलटी जा नहीं सकने वाले प्रक्रियाएं

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनेमिक्स]
• पलटी जा सकने वाली प्रक्रियाएं: प्रणाली या आसपास की कोई भी नेट परिवर्तन के बिना पलटी जा सकती है
• अव्यवर्तनीयता: प्रणाली में व्यवस्था में गड़बड़ी या व्यवस्था में संसाधन के बारे में यात्रायात हेतु एंट्रोपी का माप; एंट्रोपी में परिवर्तन अविकारीता की डिग्री को दर्शाते हैं
• अपलटी जा नहीं सकने वाली प्रक्रियाएं: प्रणाली या आसपास में कोई भी नेट परिवर्तन के बिना पलटी जा नहीं सकती है; उदाहरणों में घर्षण, ऊष्मावहन, और रासायनिक अभिक्रियाएँ शामिल हैं

3. कार्नोट चक्र

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनेमिक्स]
• विवरण: चार अवरूद्ध प्रक्रियाओं से मिलकर बने एक सिद्धांतमय चक्र: समतापीय विस्तार, निष्क्रिय विस्तार, समतापीय संक्षेप, और निष्क्रिय संक्षेप
• तस्वीरीकरण: आपस में दबाव और आयतन के बीच दबाव और आयतन के संबंधों का वर्णन करते हुए PV डायग्राम

4. कार्नोट इंजन की कार्योत्पादकता

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनेमिक्स]
• प्रमाणीकरण: कार्योत्पादकता, विस्तार और संक्षेप प्रक्रियाओं के दौरान किए गए कार्य के अनुपात का उपयोग करके निष्कर्षित की जाती है
• कार्योत्पादकता पर प्रभाव डालने वाले कारक: कार्योत्पादकता उच्च ताप स्रोत (उच्च तापमान) और ऊष्मा मोचनी (निम्न तापमान) के ताप को मानता है, जहां अधिक तापमान अंतर की मात्रा अधिक कार्योत्पादकता के परिणामस्वरूप होती है

5. कार्नोट के सिद्धांत

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनेमिक्स]
• कथन: “दो निश्चित तापमानों के बीच कार्यरत नित्य इंजन कार्नोट इंजन (प्रत्येक तापमानों के बीच कार्नोट इंजन) से अधिक परिचालक कार्योत्पादकता संभव नहीं हो सकती है।”
• सिद्धांत और प्रभाव: प्रत्येक नित्य इंजन की कार्योत्पादकता का विश्लेषण करने और इसे कार्नोट इंजन की कार्योत्पादकता के साथ तुलना करने का प्रमाण शामिल है। इससे स्पष्ट होता है कि कार्नोट इंजन नियमित तापमान शर्तों के तहत संभावित अधिकतम सिद्धांतों की कार्योत्पादकता को प्रतिष्ठित करता है।

6. पूर्ण थर्मोडायनामिक तापमान माप

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 11, अध्याय 12: थर्मोडायनेमिक्स]
• निर्माण: पूर्ण सूखा, सबसे निचली संभावित तापमान पर आधारित, और कार्नोट चक्र का संदर्भ लेकर
• महत्त्व: किसी भी विशेष पदार्थ की गुणों के बिना एक तापमान मानों के स्थापना को सुनिश्चित करने के लिए एक तापमान परंपरा स्थापित करता है, जो समस्तभूत संख्यात्मकता सुनिश्चित करता है

7. एंट्रोपी परिवर्तन

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनेमिक्स]

• एंट्रोपी परिवर्तन: कार्नोट चक्र में विभिन्न प्रक्रियाओं के दौरान एंट्रोपी परिवर्तन की गणना व्यक्त करते हैं, जो प्रक्रियाओं की स्वेच्छास्पदता और अविकारीता के बारे में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं

• थर्मोडायनामिक व्याख्या: ताप अंतरण और तापमान से उपायुक्त होते हैं, जो प्रणालियों को अधिकतम अराजकता की स्थिति की ओर ले जाने की प्रवृत्ति दर्शाते हैं

8. कार्नोट इंजन और शीतलक

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनामिक]
• समझ: समानता का अर्थ है कि एक उल्टी दिशा में चलने वाला कार्नोट इंजन एक कार्नोट शीतलक के रूप में काम करता है, जो ताप प्रवाह और कार्य की विपरीतता को प्रदर्शित करता है
• प्रतिस्थापित कार्य और ताप प्रवाह: एक शीतलक में, शीतल प्रणाली से ताप को निकालने और उसे गर्म प्रणाली में स्थानांतरित करने के लिए काम किया जाता है, जिससे शीतकरण होता है

9. प्रदर्शकता तुलना

• [NCERT भौतिकी, कक्षा 12, अध्याय 14: थर्मोडायनामिक]
• तुलना: कार्नोट इंजन की प्रदर्शकता को अन्य ताप इंजनों की प्रदर्शकता के साथ तुलना करना, विभिन्न इंजन डिज़ाइन के लिए प्रतीति सीमाओं की सिद्धि कराता है
• प्रतिबंध: वास्तविक इंजनों में कार्नोट प्रदर्शकता की हासिल करना चुनौतीपूर्ण होता है, यहां चिकनाई और अच्युत प्रक्रियाओं जैसे कारणों के कारण अवरुद्धता होती हैं