Adiabatic কম্প্রেশন: কি, কাজ, উদাহরণ এবং সম্পূর্ণ তথ্য

অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন এটি একটি থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া, যেখানে তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি পায়।

অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন সিস্টেম এবং আশেপাশের মধ্যে তাপের শূন্য স্থানান্তর দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশনের সময় তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে চাপ বৃদ্ধি পায় যা সাধারণত ভলিউম হ্রাসের হারের তুলনায় অনেক বেশি খাড়া হতে দেখা যায়।

একটি adiabatic প্রক্রিয়া অভিব্যক্তি দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে:

PV^ꝩ = ধ্রুবক

কোথায়,

                P= সিস্টেমের চাপ

                V: সিস্টেম ভলিউম

                ꝩ = গ্যাসের নির্দিষ্ট তাপের অনুপাত (Cp/Cv)

এখানে Cp হল ধ্রুব চাপের অবস্থায় নির্দিষ্ট তাপ এবং Cv হল ধ্রুবক আয়তনের অবস্থায় নির্দিষ্ট তাপ। উপরের সমীকরণে, এটি বিবেচনা করা হয় যে সিস্টেমটি আশেপাশের থেকে নিখুঁতভাবে উত্তাপযুক্ত যেমন dQ=0, বা কোনও তাপ স্থানান্তর আশেপাশের সাথে নিচ্ছে না। উপরের অভিব্যক্তিগুলির অন্য অনুমান হল যে গ্যাসটি অবশ্যই একটি আদর্শ গ্যাস হতে হবে (সংকোচনযোগ্যতা ফ্যাক্টর =1)

ব্যবহারিক ক্রিয়াকলাপে, আদর্শ আচরণ কয়েকটি গ্যাস বা গ্যাসের সংমিশ্রণ দ্বারা প্রদর্শিত হয়। অধিকন্তু, যখন একটি সিস্টেম দ্বারা একটি PV কাজ করা হয় তখন আশেপাশে সর্বদা তাপের ক্ষতি হয়। যাইহোক, সমস্ত ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে বেশিরভাগ গ্যাস আদর্শ আচরণের কাছাকাছি দেখায় চাপ এবং তাপমাত্রা তাদের ফুটন্ত পয়েন্টের উপরে. এই অবস্থার অধীনে, গ্যাসগুলির মধ্যে সংঘর্ষগুলি পুরোপুরি স্থিতিস্থাপক এবং সংঘর্ষকারী পরমাণুর মধ্যে আন্তঃআণবিক শক্তিগুলি প্রায় অস্তিত্বহীন।

ছবি |: ইলাস্টিক সংঘর্ষ

উত্স: https://www.nuclear-power.com/nuclear-engineering/thermodynamics/ideal-gas-law/what-is-ideal-gas/

আরেকটি ব্যবহারিক diabatic প্রক্রিয়ার উদাহরণ হল গ্যাস টারবাইন অপারেশন, যেখানে পরিবর্তন প্রক্রিয়া খুব অভিযান হয়. এই প্রক্রিয়াগুলিতে, তাপের ক্ষয় ঘটে তবে পরিমাণটি প্রক্রিয়ায় স্থানান্তরিত তাপের তুলনায় এটিকে নগণ্য করে তোলে। একটি আরেকটি উদাহরণ আদ্যাব্যাটিক প্রক্রিয়া একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের সংকোচন এবং সম্প্রসারণ স্ট্রোক।

PV নকশা একটি আইসি ইঞ্জিনে স্ট্রোকের

চিত্র উত্স: https://engineeringinsider.org/adiabatic-process-types/

Adiabatic কম্প্রেশন কি?

তাপগতিবিদ্যায়, একটি আদ্যাব্যাটিক প্রক্রিয়া dQ=0 দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যেখানে Q হল চারপাশের সাথে স্থানান্তরিত হৃৎপিণ্ড।

Adiabatic কম্প্রেশন একটি প্রক্রিয়া, যেখানে PV কাজ করা হয় নেতিবাচক এবং এর ফলে সিস্টেমের তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়। তাপমাত্রার এই বৃদ্ধি সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি করে।

Adiabatic কম্প্রেশন নিখুঁত নিরোধক অনুমান করে, যা সম্পূর্ণরূপে তাত্ত্বিক। যদিও মোটামুটি ভালভাবে উত্তাপযুক্ত বা খুব দ্রুত প্রক্রিয়াগুলিতে সমস্ত ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে প্রকৌশলীদের দ্বারা অ্যাডিয়াব্যাটিক অনুমান নিরাপদে তৈরি করা যেতে পারে। 

Adiabatic কম্প্রেশন এটা কিভাবে কাজ করে?

থার্মোডাইনামিক্সের প্রথম সূত্রের মতো একই নীতিতে অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন কাজ করে।

থার্মোডাইনামিক্সের প্রথম সূত্র এটি বলে

dQ = dU + dW

In adiabatic কম্প্রেশন, যেহেতু আশেপাশের সাথে তাপ স্থানান্তর শূন্য, উপরের সমীকরণটি এভাবে লেখা যেতে পারে:

dU= -PdV

উপরেরটি বোঝায় যে অভ্যন্তরীণ শক্তির বৃদ্ধি আয়তনের হ্রাসের সাথে মিলে যায়। অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধি সিস্টেমের তাপমাত্রা বৃদ্ধি দ্বারা নির্দেশিত হয়.

PV একটি adiabatic প্রক্রিয়ার চিত্র

উত্স: https://engineeringinsider.org/adiabatic-process-types/

কম্প্রেশন সবসময় Adiabatic?

সংকোচনযোগ্য তরলগুলির জন্য সংকোচন করা হয়, যা মূলত গ্যাস এবং এটি বিভিন্ন থার্মোডাইনামিক রুটের মাধ্যমে ঘটে।

গ্যাস সংকোচন প্রক্রিয়া তাপগতিগতভাবে তিন ধরনের হতে পারে: - আইসোথার্মাল, এডিয়াব্যাটিক এবং পলিট্রপিক কম্প্রেশন। এই সমস্ত বিভিন্ন ধরণের কম্প্রেশন একই পরিমাণ কাজের জন্য বিভিন্ন টার্মিনাল অবস্থার দিকে নিয়ে যেতে পারে।

আইসোথার্মাল কম্প্রেশন: নাম অনুসারে, এই ধরনের সংকোচন ধ্রুবক তাপমাত্রায় ঘটে। এটি কম্প্রেসার বডির উপর জ্যাকেটযুক্ত কুল্যান্ট সরবরাহ করে এবং বা আন্তঃ-পর্যায় শীতল সরবরাহ করে অর্জন করা হয়। যদিও ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, সম্পূর্ণ আইসোথার্মাল কম্প্রেশন অর্জন করা খুব কঠিন। আইসোথার্মাল কম্প্রেশনের কাছাকাছি কম্প্রেশন প্রক্রিয়াটিকে খুব ধীর গতিতে চলতে দিয়ে প্রক্রিয়ায় উৎপন্ন তাপ অপসারণ করার জন্য পর্যাপ্ত সময় দেওয়া হয়। আইসোথার্মাল কম্প্রেশন এক্সপ্রেশন দ্বারা দেওয়া হয়

PV = ধ্রুবক

Adiabatic কম্প্রেশন: এই ধরনের কম্প্রেশনের জন্য কম্প্রেশনের প্রয়োজন হয় আশেপাশের কোন ক্ষতি বা তাপ লাভ ছাড়াই। এটি অর্জনের জন্য একটি নিখুঁতভাবে উত্তাপযুক্ত সিস্টেম প্রয়োজন। অর্জনের আরেকটি পদ্ধতি adiabatic কম্প্রেশন একটি খুব দ্রুত গতিতে কম্প্রেশন সঞ্চালন করা হয়, যাতে সিস্টেম থেকে আশেপাশে তাপ স্থানান্তর করার জন্য কোন সময় প্রদান করা হয় না। diabatic কম্প্রেশন অভিব্যক্তি দ্বারা দেওয়া হয়:

PV^ꝩ= ধ্রুবক, যেখানে ꝩ হল সংকুচিত হওয়া গ্যাসের নির্দিষ্ট তাপের অনুপাত।

পলিট্রপিক কম্প্রেশন: পলিট্রপিক কম্প্রেশন প্রকৃত কম্প্রেশন প্রক্রিয়াগুলিকে সংজ্ঞায়িত করে যা বাস্তব জীবনের কম্প্রেশন সিস্টেমে সংঘটিত হয় যেমন একটি গ্যাস সংকোচকারীতে। ক পলিট্রপিক কম্প্রেশন প্রক্রিয়া অভিব্যক্তি দ্বারা দেওয়া হয়:

PVⁿ = ধ্রুবক, যেখানে n 1-1.4 থেকে পরিবর্তিত হয়

Adiabatic কম্প্রেশন সূত্র

Adiabatic কম্প্রেশন সূত্রটি থার্মোডাইনামিকসের প্রথম সূত্র থেকে উদ্ভূত হয়েছে কারণ সিস্টেমে এবং সেখান থেকে কোনো তাপ স্থানান্তর নেই।

diabatic কম্প্রেশনের সূত্র বিভিন্ন আকারে প্রকাশ করা যেতে পারে যেমন PV আকারে, টিভি আকারে এবং PT আকারে, যেখানে P, V এবং T যথাক্রমে চাপ, আয়তন এবং তাপমাত্রা।

চাপ এবং তাপমাত্রা আকারে diabatic কম্প্রেশন দেওয়া হয়:

P^1-Ꝩ T^ꝩ = ধ্রুবক

ভলিউম এবং তাপমাত্রার আকারে adiabatic কম্প্রেশন:

TV^ꝩ-1= ধ্রুবক

প্রেসার এবং ভলিউম আকারে diabatic কম্প্রেশন দেওয়া হয়:

PV^ꝩ= ধ্রুবক

Adiabatic কম্প্রেশন গণনা কিভাবে?

সূত্র PV ব্যবহার করে adiabatic কম্প্রেশন গণনা করা যেতে পারে^ꝩ= ধ্রুবক।

একটি সিলিন্ডারে একটি গ্যাসকে সংকুচিত করার একটি পিস্টনকে একটি adiabatic প্রক্রিয়া বলা হবে, যখন চারপাশে তাপ স্থানান্তর শূন্য হয়। এই ক্ষেত্রে, যদি প্রাথমিক অবস্থা (P1 এবং V1) এবং গ্যাসের নির্দিষ্ট তাপের অনুপাত (ꝩ) জানা থাকে, তাহলে চূড়ান্ত শর্তগুলির মধ্যে একটি (P2, V2) নির্দিষ্ট করা থাকলে পাওয়া যাবে। সুতরাং, সূত্রটি হয়ে যায়:

P₁V₁^ꝩ= পি₂V₂^ꝩ

কিসের কারণে adiabatic কম্প্রেশন (অপ্রাসঙ্গিক)

Adiabatic কম্প্রেশন কাজ সম্পন্ন

একটি adiabatic প্রক্রিয়ায় করা কাজটি adiabatic প্রক্রিয়ার সূত্র থেকে প্রাপ্ত করা যেতে পারে

PV^ꝩ= ধ্রুবক (কে)। এই সূত্রটি P=KV হিসাবে পুনরায় লেখা যেতে পারে^-ꝩ

যাতে কাজ করা হয় হিসাব করতে আদ্যাব্যাটিক প্রক্রিয়া , আসুন আমরা বিবেচনা করি যে সিস্টেমটি P1, V1 এবং T1-এর প্রারম্ভিক অবস্থান থেকে P2, V2 এবং T2 থেকে চূড়ান্ত অবস্থানে সংকুচিত হয়েছে। সম্পন্ন কাজ দ্বারা দেওয়া হয়

কাজ সম্পন্ন (W) = বল x স্থানচ্যুতি

W= Fdx

W=PAdx

W=P(Adx)

W=PdV

V1 থেকে V2 কম্প্রেস করার সময় করা কাজ গণনা করার জন্য, PdV-কে V1 এবং V2-এর সীমার সাথে একত্রিত করতে হবে

অথবা W=

অথবা W=dV যেখানে P=KV^-ꝩ

এটি হিসাবে দেওয়া যেতে পারে একটি adiabatic প্রক্রিয়া সম্পন্ন কাজ.

আরও একত্রিত করে, আমরা কাজ করার জন্য চূড়ান্ত অভিব্যক্তি পাই

  W=1/(1−γ) {P2​V2​−P1​V1​​}

adiabatic প্রক্রিয়ায় কি কাজ করা হয়

একটি adiabatic প্রক্রিয়া হয় adiabatic কম্প্রেশন বা একটি adiabatic সম্প্রসারণ হতে পারে।

জন্য diabatic কম্প্রেশন, কাজ সিস্টেমের চারপাশে এবং adiabatic সম্প্রসারণ দ্বারা সম্পন্ন করা হয় আশেপাশের সিস্টেম দ্বারা কাজ করা হয়। অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রক্রিয়ায় করা কাজটি অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন বা সম্প্রসারণে করা কাজের মতোই।

একটি উদাহরণ আদ্যাব্যাটিক সম্প্রসারণ হচ্ছে বায়ুমণ্ডলে উষ্ণ বাতাসের বৃদ্ধি, যা নিম্ন বায়ুমণ্ডলীয় চাপের কারণে প্রসারিত হয় এবং ফলস্বরূপ শীতল হয়। এই ক্ষেত্রে কাজ করা হয় ক্রমবর্ধমান গরম বাতাস দ্বারা এবং কাজ করা হয় সিস্টেম দ্বারা।

Adiabatic কম্প্রেশন কাজ নেতিবাচক?

হ্যাঁ, diabatic কম্প্রেশন সময় সিস্টেম দ্বারা কাজ করা নেতিবাচক

সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধির সাথে অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশন ঘটে। আমরা প্রথম আইন থেকে জানি তাপগতিবিদ্যা যেহেতু diabatic কম্প্রেশনে dQ শূন্য,

dU + dW=0

অথবা dU=-dW

dU এবং dW একে অপরের সাথে একটি নেতিবাচক সম্পর্ক শেয়ার করে। এইভাবে, যেহেতু অভ্যন্তরীণ শক্তির পরিবর্তন ইতিবাচক, কাজটি নেতিবাচক।

সম্পর্কটি এই সত্য দ্বারাও নিশ্চিত করা যেতে পারে যে, অ্যাডিয়াব্যাটিক কম্প্রেশনের সময় হিসাবে অভ্যন্তরীণ শক্তি বেড়ে যায়, কাজটি সিস্টেমের আশেপাশের দ্বারা করা হয় এবং তাই আশেপাশে সিস্টেম দ্বারা করা কাজটি নেতিবাচক।

বিপরীতে, diabatic সম্প্রসারণের সময় পার্শ্ববর্তী সিস্টেম দ্বারা কাজ করা ইতিবাচক

আপনি কিভাবে Adiabatic প্রক্রিয়ায় কাজ গণনা করবেন?

একটি adiabatic প্রক্রিয়া অর্জন করা যেতে পারে যদি গ্যাসের সম্প্রসারণ বা সংকোচন একটি নিখুঁতভাবে উত্তাপযুক্ত সিস্টেমে বাহিত হয় বা এত দ্রুত বাহিত হয় যে আশেপাশে তাপ স্থানান্তর নগণ্য হয়।

গাণিতিকভাবে, একটি adiabatic সম্প্রসারণ এবং adiabatic কম্প্রেশনের মধ্যে কোন পার্থক্য নেই এবং তাই তারা একই সূত্র এবং ডেরিভেশন অনুসরণ করে।

এইভাবে, উপরে উল্লিখিত adiabatic কম্প্রেশনের জন্য ব্যবহৃত সমস্ত সূত্র যেকোন adiabatic প্রক্রিয়ার জন্য সত্য।

Adiabatic কম্প্রেশন বিপরীত হয়?

এনট্রপিতে কোন পরিবর্তন না হলে এডিয়াব্যাটিক সংকোচন বিপরীত হয়

একটি প্রক্রিয়াকে বিপরীতমুখী বলা হয় যদি এটি ইসেন্ট্রপিক হয় বা সিস্টেমের এনট্রপিতে কোন পরিবর্তন না হয় বা dS=0 হয়। একটি adiabatic কম্প্রেশন একটি যেখানে কোন পরিবর্তন নেই তাপ স্থানান্তর পারিপার্শ্বিকতার সাথে। একটি adiabatic সংকোচন বিপরীত হতে, কম্প্রেশন প্রক্রিয়া ঘর্ষণহীন হতে হবে.

An একটি বিপরীতমুখী diabatic উদাহরণ কম্প্রেশন যাকে আইসেন্ট্রপিক কম্প্রেশনও বলা হয় গ্যাস টারবাইন বা আধুনিক জেট ইঞ্জিনে পাওয়া যায়। এই গ্যাস টারবাইন ব্রেটন চক্র অনুসরণ করে নিচে দেখানো হয়েছে.

আইজেনট্রপিক সম্প্রসারণ - আইসেনট্রপিক কম্প্রেশন

উপরের চিত্রে, আদর্শ ব্রেটন চক্র চারটি থার্মোডাইনামিক প্রক্রিয়া নিয়ে গঠিত।

পর্যায় 1-> পর্যায় 2: আইসোনট্রপিক কম্প্রেশন

পর্যায় 2-> পর্যায় 3: আইসোবারিক হিটিং

পর্যায় 3-> পর্যায় 4: আইসো এনট্রপিক সম্প্রসারণ