कार्नोट चक्र क्या है?

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(N/A) कार्नोट चक्र $1824$ में निकोलस लियोनार्ड सादी कार्नोट द्वारा प्रस्तावित एक सैद्धांतिक ऊष्मागतिक चक्र है। यह $T_H$ (गर्म) और $T_C$ (ठंडे) तापमान वाले दो ऊष्मा भंडारों के बीच काम करने वाले सबसे कुशल ऊष्मा इंजन का वर्णन करता है। यह चक्र चार उत्क्रमणीय प्रक्रियाओं से बना है:
$1$. उत्क्रमणीय समतापीय प्रसार: गैस स्थिर उच्च तापमान $T_H$ पर फैलती है और स्रोत से ऊष्मा $Q_H$ अवशोषित करती है।
$2$. उत्क्रमणीय रुद्धोष्म प्रसार: गैस बिना ऊष्मा विनिमय के फैलती रहती है,और इसका तापमान $T_H$ से गिरकर $T_C$ हो जाता है।
$3$. उत्क्रमणीय समतापीय संपीड़न: गैस स्थिर निम्न तापमान $T_C$ पर संकुचित होती है और सिंक को ऊष्मा $Q_C$ निष्कासित करती है।
$4$. उत्क्रमणीय रुद्धोष्म संपीड़न: गैस बिना ऊष्मा विनिमय के संकुचित होती है,और इसका तापमान $T_C$ से बढ़कर वापस $T_H$ हो जाता है,जिससे चक्र पूरा हो जाता है।

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एक कार्नोट चक्र की दक्षता $\frac{1}{6}$ है। सिंक का तापमान $65 \ K$ कम करने पर,यह बढ़कर $\frac{1}{3}$ हो जाती है। सिंक का प्रारंभिक और अंतिम तापमान क्या है?

एक हीट इंजन $T_{2} = 400 \, K$ तापमान वाले ठंडे रिज़र्वायर और $T_{1}$ तापमान वाले गर्म रिज़र्वायर के बीच कार्य करता है। यह एक चक्र में गर्म रिज़र्वायर से $300 \, J$ ऊष्मा लेता है और ठंडे रिज़र्वायर को $240 \, J$ ऊष्मा देता है। गर्म रिज़र्वायर का न्यूनतम तापमान $.... K$ होना चाहिए।

$300\, K$ और $600\, K$ के बीच कार्य करने वाले एक कार्नोट इंजन का प्रति चक्र कार्य आउटपुट $800\, J$ है। प्रत्येक चक्र में स्रोत से इंजन को कितनी ऊष्मा ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है? .... $J$

$T_1 = 500\, K$ और $T_2 = 300\, K$ के बीच कार्य करने वाले एक कार्नोट चक्र पर विचार करें जो प्रति चक्र $1\, kJ$ यांत्रिक कार्य उत्पन्न करता है। जलाशयों (reservoirs) द्वारा इंजन को स्थानांतरित की गई ऊष्मा ज्ञात कीजिए।

एक कार्नोट इंजन की दक्षता $\frac{1}{6}$ है। जब सिंक का तापमान $57 \ K$ कम कर दिया जाता है,तो इसकी दक्षता $\frac{1}{3}$ हो जाती है। स्रोत (source) का तापमान क्या है ($K$ में)?

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