एक बंद प्रणाली की उर्जा की गणना और समझना

एक-बंद-प्रणाली-की-एक्सर्जी-को-समझना

थर्मोडायनामिक्स-की-आकर्षक-दुनिया-में-आपका-स्वागत-है!-आज,-हम-एक-बंद-प्रणाली-में-एक्सर्जी-की-अवधारणा-का-विश्लेषण-करेंगे।-एक्सर्जी-उस-उपयोगी-काम-का-माप-है-जिसे-एक-प्रणाली-से-उसके-पर्यावरण-के-साथ-संतुलन-की-ओर-बढ़ने-के-दौरान-निकाला-जा-सकता-है।-ऊर्जा-के-विपरीत,-जो-संरक्षित-होती-है,-एक्सर्जी-नष्ट-हो-सकती-है।-यह-ऊर्जा-रूपांतरणों-की-दक्षता-का-मूल्यांकन-करने-के-लिए-एक-शक्तिशाली-उपकरण-बनाता-है।

एक्सर्जी-के-लिए-मुख्य-सूत्र

हम-जिस-सूत्र-का-उपयोग-बंद-प्रणाली-की-एक्सर्जी-को-निर्धारित-करने-के-लिए-करते-हैं,-वह-इस-प्रकार-है:
एक्सर्जी-=-(ऊर्जा-*-(1---(तापमान-/-संदर्भतापमान)))
आइए-विभिन्न-घटकों-को-विभाजित-करें:

• ऊर्जा---बंद-प्रणाली-के-भीतर-कुल-ऊर्जा,-जूल-(J)-में-मापी-जाती-है।
• तापमान---प्रणाली-का-कार्य-तापमान,-केल्विन-(K)-में-मापा-जाता-है।
• संदर्भ-तापमान---पर्यावरण-या-आस-पास-का-तापमान,-केल्विन-(K)-में-भी-मापा-जाता-है।

मुख्य-इनपुट-और-आउटपुट

एक्सर्जी-जूल-(J)-में-मापी-जाती-है,-वही-ऊर्जा-के-रूप-में।-नीचे-प्रत्येक-इनपुट-के-लिए-मेट्रिक्स-दिए-गए-हैं:

• ऊर्जा-(E):-प्रणाली-में-उपलब्ध-कुल-ऊर्जा,-जूल-(J)-में-मापी-जाती-है।
• तापमान-(T):-प्रणाली-के-भीतर-का-संचालित-तापमान,-केल्विन-(K)-में-मापी-जाता-है।
• संदर्भ-तापमान-(T0):-परिवेशीय-या-पर्यावरणीय-तापमान,-केल्विन-(K)-में-भी-होता-है।

उदाहरण-गिनती

मान-लें-कि-हमारे-पास-एक-बंद-प्रणाली-में-5000-जूल-की-ऊर्जा-(J)-है,-जो-300-केल्विन-(K)-के-तापमान-पर-संचालित-हो-रही-है,-और-परिवेश-का-तापमान-290-केल्विन-(K)-है।-हमारे-सूत्र-का-उपयोग-करते-हुए:

-एक्सर्जी-=-5000-*-(1---(300-/-290))

पहले,-तापमान-अनुपात-की-गणना-करें:

फिर,-इस-मान-को-1-से-घटाएं:

अंत-में,-ऊर्जा-से-गुणा-करें:

तो,-इस-बंद-प्रणाली-की-एक्सर्जी-लगभग--170-जूल-है।

व्यावहारिक-अनुप्रयोग

पावर-प्लांट-से-लेकर-प्रशीतन-प्रणालियों-तक,-एक्सर्जी-को-समझना-इंजीनियरों-को-अधिक-कुशल-प्रणाली-डिजाइन-करने-की-अनुमति-देता-है-जिससे-यह-पता-चल-सके-कि-कहां-और-कितना-उपयोगी-काम-निकाला-जा-सकता-है-या-ऊर्जा-कहां-बर्बाद-हो-रही-है।-उदाहरण-के-लिए,-एक-पावर-प्लांट-में,-एक्सर्जी-की-गणना-करना-टर्बाइन-और-कंडेंसर-जैसे-विभिन्न-घटकों-में-अक्षमताओं-को-पहचानने-में-मदद-करता-है।

डेटा-सत्यापन

गणना-त्रुटियों-से-बचने-के-लिए-ऊर्जा-और-तापमान-के-लिए-हमेशा-सकारात्मक-मान-दर्ज-करें।-एक्सर्जी-का-अर्थ-कार्य-की-संभाव्यता-है,-इसलिए-नकारात्मक-एक्सर्जी-इनपुट-मानों-में-गलती-का-संकेत-दे-सकती-है।

सारांश

एक-बंद-प्रणाली-में-एक्सर्जी-को-समझना-और-उसकी-गणना-करना-थर्मोडायनामिक-प्रक्रियाओं-की-दक्षता-को-अनुकूलित-करने-के-लिए-महत्वपूर्ण-है।-यह-न-केवल-यह-स्पष्ट-चित्र-प्रदान-करता-है-कि-ऊर्जा-का-प्रभावी-ढंग-से-उपयोग-कहां-हो-रहा-है,-बल्कि-यह-भी-बताता-है-कि-ऊर्जा-अपव्यय-को-कम-करने-के-लिए-सुधारात्मक-क्षेत्रों-को-उजागर-करता-है।

अक्सर-पूछे-जाने-वाले-प्रश्न

• प्रश्न:-क्या-एक्सर्जी-नकारात्मक-हो-सकती-है?
  उत्तर:-हां,-यदि-प्रणाली-संदर्भ-तापमान-से-अधिक-तापमान-पर-चल-रही-है,-तो-एक्सर्जी-नकारात्मक-हो-सकती-है,-जो-इंगित-करता-है-कि-प्रणाली-की-स्थिति-बनाए-रखने-के-लिए-काम-जोड़ा-जाना-चाहिए।
• प्रश्न:-एक्सर्जी-क्यों-महत्वपूर्ण-है?
  उत्तर:-एक्सर्जी-विश्लेषण-अक्षमताओं-की-पहचान-करने-और-यह-दिखाकर-थर्मोडायनामिक-प्रक्रियाओं-को-अनुकूलित-करने-में-मदद-करता-है-कि-ऊर्जा-कहां-खो-रही-है-और-कितना-उपयोगी-काम-वास्तव-में-निकाला-जा-सकता है।

अनुकूलन सुझाव

अपनी एक्सर्जी विश्लेषण को सर्वोत्तम बनाने के लिए:

• हमेशा अपने तापमान अनुपातों को पुनः जांचें।
• पर्यावरण तापमान (T0) को यथार्थवादी और सटीक रखें।
• सिस्टम डिज़ाइन और संचालन की दक्षता में सुधार करने के लिए एक्सर्जी मानों का उपयोग करें।

Tags: ऊष्मागतिकी, उत्सर्जा, क्लोज्ड सिस्टम