A power station contains a heat engine operating between two heat reservoirs, one containing steam at 10°C and other containing water at 20°C What is the maximum amount of electrical energy which can be generated for each Joule of the heat extracted from the steam?

বিদ্যুৎ কেন্দ্রের কর্মক্ষমতা বিশ্লেষণ

একটি তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র \(100^\circ \text{C}\) তাপমাত্রার উৎস এবং \(20^\circ \text{C}\) তাপমাত্রার গ্রাহকের মধ্যে কাজ করছে। প্রতি জুল তাপশক্তির জন্য সর্বোচ্চ কতটুকু বিদ্যুৎশক্তি পাওয়া যেতে পারে, তা নির্ণয় করা হলো:

given : \(T_H = 100^\circ \text{C} = 100 + 273.15 = 373.15 \text{ K}\) ♨️ \(T_C = 20^\circ \text{C} = 20 + 273.15 = 293.15 \text{ K}\) 🧊

কার্নো ইঞ্জিনের দক্ষতা (Carnot efficiency) η হলে, \[\eta = 1 - \frac{T_C}{T_H}\] এখানে, \(T_H\) হলো উচ্চ তাপমাত্রার উৎস এবং \(T_C\) হলো নিম্ন তাপমাত্রার গ্রাহকের তাপমাত্রা।

সুতরাং, \[\eta = 1 - \frac{293.15}{373.15} = 1 - 0.7856 = 0.2144\]

অতএব, প্রতি জুল তাপশক্তির জন্য সর্বোচ্চ বিদ্যুৎশক্তি পাওয়া যাবে: \[0.2144 \text{ J}\]

সুতরাং, উত্তরটি হলো: \(0.214 \text{ J}\) ✅