সৃজনশীলঃ ‘একটি তাপ ইঞ্জিন…’ সোনার বাংলা কলেজ ২০২৪ – তাপগতিবিদ্যা, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

সকল স্বতঃস্ফূর্ত পরিবর্তনে এনট্রপি বৃদ্ধি পায়। প্রকৃতিতে সকল বস্তু সাম্যবস্থায় আসতে চায় বলে জগতের এনট্রপি ক্রমাগত বাড়লে। যখন জগতের এনট্রপি সর্বোচ্চ হবে সকল বস্তুর তাপমাত্রা সমান হয়ে যাবে। ফলে তাপশক্তিকে আর অন্য শক্তিতে রূপান্তর করা যাবে না এ অবস্থাকে জগতের তাপীয় মৃত্যু বলা হয়।

প্রদত্ত:

প্রতি চক্রে সম্পাদিত কাজ, $W=100\mathrm{kJ}$

ত্যাগকৃত তাপ, $Q_2=400\mathrm{kJ}$

তাপ ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে,

$Q_1=W+Q_2$

$=100+400=500\mathrm{kJ}$

কর্মদক্ষতা,

$\begin{array}{c}\eta =\frac{W}{Q_1}\times 100\%\\ =\frac{100}{500}\times 100\%=20\%\end{array}$

হ্যাঁ, হিমায়কের COP নির্ণয় করা সম্ভব, তবে হিমায়কের ক্ষেত্রে 100kJ কাজকে গৃহীত বা সরবরাহকৃত কাজ হিসেবে ধরতে হবে।

প্রদত্ত:

হিমায়কে সরবরাহকৃত কাজ, $W=100\mathrm{kJ}$

পরিবেশে ত্যাগ করা তাপ, $Q_H=400\mathrm{kJ}$

হিমায়কের শক্তির নিত্যতা সূত্র:

$Q_H=Q_L+W$

এখানে $Q_L$ হলো নিন্ন তাপমাত্রার স্থান থেকে শোষিত তাপ।

$Q_L=Q_H-W$

$=400-100=300\mathrm{kJ}$

হিমায়কের কার্য সম্পাদন সহগ,

$COP=\frac{Q_L}{W}$

$=\frac{300}{100}=3$

অতএব, হিমায়কের কার্য সম্পাদন সংগ, $COP=3$।

এটি শতকরা কর্মদক্ষতা নয়; তাই COP-এর কোনো একক নেই এবং এর মান 1-এর বেশি হতে পারে।