यह लेख रुद्धोष्म उदाहरण के बारे में विस्तार से चर्चा करता है जिसका अर्थ है रुद्धोष्म प्रक्रिया के उदाहरण। रुद्धोष्म प्रक्रिया कई महत्वपूर्ण थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं में से एक है।
रुद्धोष्म शब्द का अर्थ है कोई ऊष्मा और द्रव्यमान स्थानांतरण नहीं। रुद्धोष्म प्रक्रिया में, प्रणाली की दीवारों या सीमा के आर-पार कोई ऊष्मा या द्रव्यमान स्थानांतरण नहीं होता है।
रुद्धोष्म प्रक्रिया क्या है?
An स्थिरोष्म प्रक्रिया एक प्रकार की थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जिसमें सिस्टम और उसके आस-पास के बीच कोई गर्मी और द्रव्यमान हस्तांतरण नहीं होता है जो कि कोई मात्रा नहीं है गर्मी या द्रव्यमान सिस्टम से बाहर निकल सकता है या प्रवेश कर सकता है।
रुद्धोष्म तंत्र से ऊर्जा हस्तांतरण किए गए कार्य के रूप में होता है। प्रणाली की रुद्धोष्म दीवारों द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण निषिद्ध है। सिस्टम के अंदर काम करने वाला तरल पदार्थ सिस्टम की दीवारों को इधर-उधर या ऊपर-नीचे घुमाकर काम कर सकता है। उदाहरण के लिए पिस्टन।
गणितीय रूप से, एक रुद्धोष्म प्रक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है-
डेल क्यू = 0 और डेल एम = 0
जहां क्यू प्रतिनिधित्व करता है गर्मी का हस्तांतरण
तथा
मी बड़े पैमाने पर स्थानांतरण का प्रतिनिधित्व करता है
रुद्धोष्म प्रक्रम में किया गया कार्य क्या होता है?
में किए गए कार्य की गणना के लिए कुछ मापदंडों की आवश्यकता होती है स्थिरोष्म प्रक्रिया। ये पैरामीटर प्रक्रिया के विशिष्ट अनुपात, प्रारंभ और अंत तापमान या प्रक्रिया के प्रारंभ और अंत दबाव मान हैं।
गणित के अनुसार,
रुद्धोष्म प्रणाली में किया गया कार्य किसके द्वारा दिया जाता है-
डब्ल्यू = आर/1-γ एक्स (टी2 - टी1)
कहा पे,
Y विशिष्ट ऊष्मा अनुपात है
R सार्वत्रिक गैस नियतांक है
टी1 रुद्धोष्म प्रक्रिया की शुरुआत से पहले का तापमान है
टी2 रुद्धोष्म प्रक्रिया के पूरा होने के बाद तापमान का प्रतिनिधित्व करता है
रुद्धोष्म पूर्वधारणाओं के अनुप्रयोग
प्रथम ऊष्मप्रवैगिकी का नियम एक बंद प्रणाली के लिए dU=QW के रूप में लिखा जा सकता है। जहाँ U निकाय की आंतरिक ऊर्जा है, Q ऊष्मा स्थानांतरण है और W निकाय या निकाय द्वारा किया गया कार्य है।
- यदि सिस्टम में कठोर दीवारें हैं, तो वॉल्यूम नहीं बदला जा सकता है इसलिए W = 0। और दीवारें रुद्धोष्म नहीं हैं, तो ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में इस प्रकार जोड़ा जाता है कि तापमान बढ़ जाता है।
- यदि सिस्टम में कठोर दीवारें हैं जैसे कि दबाव और आयतन नहीं बदलता है, तो सिस्टम ऊर्जा हस्तांतरण के लिए आइसोकोरिक प्रक्रिया से गुजर सकता है। इस मामले में भी तापमान बढ़ जाता है।
- यदि प्रणाली में रुद्धोष्म दीवारें और कठोर दीवारें हैं, तो ऊर्जा को गैर-चिपचिपा, घर्षण रहित दबाव मात्रा कार्य में जोड़ा जाता है जहां कोई चरण परिवर्तन नहीं होता है और केवल तापमान बढ़ता है, इसे आइसेंट्रोपिक प्रक्रिया (या निरंतर एन्ट्रॉपी प्रक्रिया) कहा जाता है। यह एक आदर्श प्रक्रिया या प्रतिवर्ती प्रक्रिया है।
- यदि दीवारें रुद्धोष्म नहीं हैं तो ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। इसके परिणामस्वरूप सिस्टम की यादृच्छिकता या सिस्टम की एन्ट्रॉपी में वृद्धि होती है।
रुद्धोष्म प्रक्रियाओं का उदाहरण
रुद्धोष्म संपीडन होने पर गैस का तापमान बढ़ जाता है और रुद्धोष्म प्रसार होने पर गैस का तापमान कम हो जाता है।
रुद्धोष्म शीतलन के बारे में विस्तृत चर्चा दी गई है और रुद्धोष्म ताप नीचे के खंड में।
रुद्धोष्म शीतलन- जब रुद्धोष्म पृथक प्रणाली का दबाव कम हो जाता है, तो गैस फैल जाती है जिससे गैस आसपास के वातावरण पर काम करती है। इससे तापमान में कमी आती है। यह घटना आकाश में लेंटिकुलर बादलों के निर्माण के लिए जिम्मेदार है।
रुद्धोष्म ताप- जब रुद्धोष्म विलगित निकाय पर कार्य किया जाता है, तो निकाय का दाब बढ़ जाता है और इसलिए तापमान बढ़ जाता है। रुद्धोष्म तापन इसका पता लगाता है संपीड़न के दौरान डीजल इंजन में अनुप्रयोग ईंधन वाष्प के तापमान को बढ़ाने के लिए इसे प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त स्ट्रोक।
रुद्धोष्म संपीड़न का उदाहरण
आइए गैसोलीन इंजन के डेटा को उसके संपीड़न स्ट्रोक के दौरान मान लें-
सिलेंडर का असम्पीडित आयतन- 1 L
विशिष्ट ताप अनुपात-7/5
इंजन का संपीड़न अनुपात- 10:1
असम्पीडित गैस का तापमान- 300K
असम्पीडित गैस का दबाव- 100kpa
के बाद अंतिम तापमान की गणना करें रुद्धोष्म संपीड़न.
उपरोक्त समस्या का समाधान इस प्रकार दिया जा सकता है-
P1V1γ = C = 6.31पा.एम.21/5
इसके अलावा,
P2V2γ = C = 6.31पा.एम.21/5 = पी एक्स (0.0001m3)7/5
तो अंतिम तापमान नीचे दिए गए समीकरण का उपयोग करके पाया जा सकता है-
टी = पीवी/स्थिर = 2.51 x 106 x 10-4m3/0.333पी.एम3K-1
प्लॉटिंग एडियाबैट्स
एडियाबैट पीवी आरेख पर निरंतर एन्ट्रापी का वक्र है। वाई अक्ष दबाव को दर्शाता है, पी और एक्स अक्ष मात्रा को दर्शाता है, वी।
- इज़ोटेर्म के समान, एडियाबैट्स भी पी और वी अक्ष पर स्पर्शोन्मुख रूप से पहुंचते हैं।
- प्रत्येक समतापी और रूद्धोष्म एक बार प्रतिच्छेद करते हैं।
- इज़ोटेर्म और एडियाबैट दोनों समान दिखते हैं, केवल मुक्त विस्तार के दौरान जहां एक एडियाबैट का झुकाव तेज होता है।
- एडियाबैट्स पूर्व उत्तर-पूर्व की ओर हैं यदि इज़ोटेर्म्स उत्तर-पूर्व दिशा की ओर हैं।
रुद्धोष्म को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया जा सकता है-
छवि क्रेडिट: अगस्तपी, एंट्रोपीएंडटेम्प, सीसी द्वारा एसए 3.0
लाल वक्र समतापी का प्रतिनिधित्व करता है और काला वक्र रूद्धोष्म का प्रतिनिधित्व करता है।
रुद्धोष्म प्रक्रियाओं के उदाहरण उद्योग में
वहां कई जगह जहां रुद्धोष्म प्रक्रिया जगह ले सकते हैं। रुद्धोष्म प्रक्रिया के उदाहरण नीचे दिए गए हैं-
- वायवीय टायर से हवा का मुक्त होना ऊष्मा उत्पादन के साथ गैस संपीड़न का एक उदाहरण है।
- नलिका, कम्प्रेसर, और टर्बाइन उनके डिजाइन के लिए रुद्धोष्म दक्षता का उपयोग करें। इसे रुद्धोष्म प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोग माना जा सकता है।
- लंबवत तल में दोलक का दोलन करना रुद्धोष्म प्रक्रिया का एक आदर्श उदाहरण है।
- क्वांटम हार्मोनिक थरथरानवाला भी रुद्धोष्म प्रक्रिया या प्रणाली का एक उदाहरण है।
- आइसबॉक्स गर्मी को सिस्टम में प्रवेश करने या बाहर निकलने से रोकता है। यह रुद्धोष्म प्रणाली का भी एक उदाहरण है।
इज़ोटेर्मल और रुद्धोष्म प्रक्रिया के बीच अंतर
बीच का अंतर समतापी प्रक्रिया और रुद्धोष्म प्रक्रिया नीचे दी गई है-
| इज़ोटेर्मल प्रक्रिया | एडियाबेटिक प्रक्रिया |
| इज़ोटेर्मल प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें सिस्टम का तापमान नहीं बदलता है। पूरी प्रक्रिया एक स्थिर तापमान पर होती है। | रुद्धोष्म प्रक्रिया एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जिसमें सिस्टम और परिवेश के बीच कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं होता है जिसका अर्थ है कि सिस्टम की दीवारों में गर्मी का आदान-प्रदान नहीं होता है। |
| किया गया कार्य सिस्टम में नेट हीट ट्रांसफर के कारण होता है। | किया गया काम net . के कारण होता है आंतरिक ऊर्जा सिस्टम के अंदर बदलाव। |
| तापमान नहीं बदला जा सकता है। | रुद्धोष्म प्रक्रम में तापमान परिवर्तनशील हो सकता है। |
| हीट ट्रांसफर हो सकता है। | गर्मी हस्तांतरण नहीं हो सकता है। |
क्या होता है जब उच्च दाब वाली गैस वाले सिलेंडर में विस्फोट हो जाता है?
जब भी गैस हाई प्रेशर गैस वाला सिलेंडर फटता है। में दो प्रकार के परिवर्तन होते हैं। वे-
- अपरिवर्तनीय रुद्धोष्म परिवर्तन।
- विस्तार के कारण गैस का तापमान कम हो जाता है।
रुद्धोष्म प्रक्रिया के लिए दबाव-तापमान संबंध
नीचे के खंड में चर्चा किए गए समीकरण द्वारा दबाव और तापमान एक दूसरे से संबंधित हैं।
दबाव और तापमान के बीच संबंध हमारे लिए तापमान की गणना करना आसान बनाता है यदि दबाव बिंदु दिए गए हैं या यदि तापमान बिंदु दिए गए हैं तो दबाव।
तापमान और दबाव के बीच संबंध किसके द्वारा दिया जाता है-
टी2/टी1 = (पी2/पी1)-1/γ
जहां, T2 प्रक्रिया के बाद अंतिम तापमान है
रुद्धोष्म प्रक्रिया से पहले का तापमान T1 है
P2 अंतिम दबाव है
P1 प्रारंभिक दबाव है
नमस्ते...मैं अभिषेक खंभटा हूं, मैंने मैकेनिकल इंजीनियरिंग में बी.टेक. किया है। अपनी इंजीनियरिंग के पूरे चार वर्षों में, मैंने मानव रहित हवाई वाहनों को डिज़ाइन किया और उड़ाया है। मेरी विशेषता द्रव यांत्रिकी और थर्मल इंजीनियरिंग है। मेरा चौथे वर्ष का प्रोजेक्ट सौर प्रौद्योगिकी का उपयोग करके मानव रहित हवाई वाहनों के प्रदर्शन को बढ़ाने पर आधारित था। मैं समान विचारधारा वाले लोगों से जुड़ना चाहूंगा।