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एक कार्नो इंजन 627 °C तापमान वाले ऊष्मा भंडार से 3000 kcal ऊष्मा लेता है और इसे 27 °C  तापमान वाले अभिगम को देता है। इंजन द्वारा किया गया कार्य है:

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  1. 4.2 x 106 J
  2. 8.4 x 106 J
  3. 16.8 x 106 J
  4. शून्य

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : 8.4 x 106 J
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सिद्धांत:

कार्नो इंजन

कार्नो इंजन एक आदर्श ऊष्मागतिक इंजन है जो कार्नो चक्र पर कार्य करता है। यह सबसे कुशल संभव इंजन है, क्योंकि यह उत्क्रमणीय प्रक्रियाओं पर कार्य करता है।

कार्नो इंजन की दक्षता ऊष्मा स्रोत और ऊष्मा अभिगम के तापमान पर निर्भर करती है।

व्याख्या:

दिया गया है:

भंडार से अवशोषित ऊष्मा (QH) = 3000 kcal

ऊष्मा स्रोत का तापमान (TH) = 627°C = 900 K

ऊष्मा अभिगम का तापमान (TC) = 27°C = 300 K

कार्नो इंजन की दक्षता इस प्रकार दी जाती है:

η = 1 - (TC/TH)

दक्षता ज्ञात करने के लिए मान प्रतिस्थापित करें:

η = 1 - (300/900)

η = 1 - 1/3

η = 2/3

इंजन द्वारा किया गया कार्य (W) इस प्रकार दिया जाता है:

W = η × QH

जूल में QH = 3000 kcal × 4184 J/kcal = 12552 × 103 J

W = (2/3) × 12552 × 103 J

W = 8370.66 × 103 J ≈ 8.4 × 106 J

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 2: 8.4 × 106 J है। 

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