সৃজনশীলঃ ‘একটি কার্নোর ইঞ্জিন…’ দিনাজপুর বোর্ড ২০২১ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

প্রকৃতিতে সর্বদাই উষ্ণ বস্তু হতে শীতল বস্তুতে তাপ সঞ্চালিত হচ্ছে, ফলে সর্বদাই বিশ্বের এন্ট্রপি বৃদ্ধি পাচ্ছে এবং কিছু তাপ কাজে রূপান্তরের অযোগ্য হয়ে পড়ছে। এভাবে এন্ট্রপি বৃদ্ধি পেতে পেতে হয়তো এমন একদিন আসবে যখন এন্ট্রপির মান সর্বোচ্চে পৌঁছবে এবং সকল বস্তুর তাপমাত্রা সমান হবে। ফলে তাপ থাকবে ঠিকই, কিন্তু কাজ করার মতো কোনো শক্তিই আর পাওয়া যাবে না। এ অবস্থাকে বিজ্ঞানী কেলভিন বিশ্বের তাপীয় মৃত্যু নামে অভিহিত করেছেন।

দেওয়া আছে,

তাপ উৎসের তাপমাত্রা, T1=200^∘ C =(200+273)K=473 K

তাপ উৎস থেকে গৃহীত তাপ, Q₁=600J

তাপ গ্রাহকে বর্জিত তাপ, Q₂=400 J 

তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂= ?

আমরা জানি,

বাবা$\begin{array}{cc}& \frac{Q_1}{T_1}=\frac{Q_2}{T_2}\\ & \text{ বা , }\frac{600}{473}=\frac{400}{T_2}\\ & \text{ বা , }{T}_2=\frac{400\times 473}{600}\\ & \therefore T_2=315.33K\\ & ={42.33}^{\circ }C\end{array}$

সুতরাং, তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা 42.33^∘ C 

তাপ উৎসের তাপমাত্রা, T1=200^∘ C =(200+273)K=473 K

তাপ উৎস থেকে গৃহীত তাপ, Q₁=600 J

তাপ গ্রাহকে বর্জিত তাপ, Q₂=400J 

তাপ গ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂=315.33 K 

দক্ষতা, η= ?

ধরি, উদ্দীপকের কার্নোর ইঞ্জিনের তাপমাত্রা T₂' K হলে, দক্ষতা η'=70% হবে,

দক্ষতা, n'=70%=0.7

উৎসের তাপমাত্রা, T₁=200^∘ C

=473 K

গ্রাহকের তাপমাত্রা, T₂′= ?

বাবা$\begin{array}{cc}& {\eta }^{\prime }=1-\frac{T_2^{\prime }}{T_1}\\ & \text{ বা, }0.7=1-\frac{T_2^{\prime }}{473}\\ & \text{ বা, }\frac{T_2^{\prime }}{473}=1-0.7=0.3\\ & \therefore T_2{}^{\prime }=141.9K\end{array}$

∴ গ্রাহকের তাপমাত্রার পরিবর্তন, ΔT₂=315.33-141.9=173.43 K