المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
ماشية اللحم في الولايات المتحدة الأمريكية
2024-11-05
أوجه الاستعانة بالخبير
2024-11-05
زكاة البقر
2024-11-05
الحالات التي لا يقبل فيها الإثبات بشهادة الشهود
2024-11-05
إجراءات المعاينة
2024-11-05
آثار القرائن القضائية
2024-11-05


Heat Extraction  
  
985   03:46 مساءاً   date: 29-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 16


Read More
Date: 9-8-2016 1243
Date: 3-9-2016 1097
Date: 23-8-2016 853

Heat Extraction

a) A body of mass M has a temperature-independent specific heat C. If the body is heated reversibly from a temperature Ti to a temperature Tf, what is the change in its entropy?

b) Two such bodies are initially at temperatures of 100 K and 400 K. A reversible engine is used to extract heat with the hotter body as a source and the cooler body as a sink. What is the maximum amount of heat that can be extracted in units of MC?

c) The specific heat of water is C = 4.2 J/g K, and its density is 1 g/cm3. Calculate the maximum useful work that can be extracted, using as a source 103 m3 of water at 100°C and a lake of temperature 10°C as a sink.

SOLUTION

a) For a mass of fixed volume we have

(1)

So, by the definition of C,

(2)

Since C is independent of T, we may rewrite (2) and integrate:

(3)

The change in entropy is then

(4)

b) The maximum heat may be extracted when the entropy remains constant. Equating the initial and final entropies yields the final temperature of the two bodies:

(5)

The heat extracted, Q, is then equal to the difference in initial and final internal energies of the bodies:

(6)

c) Here we may calculate the maximum useful work by using the Carnot efficiency of a reversible heat engine operating between two reservoirs, one starting at a high temperature (100°C) and the other fixed (the lake) at 10°C. The efficiency may be written for a small heat transfer as

(7)

where the heat dQ transferred from the hot reservoir equals its change in internal energy –MC dT. We may then find the total work by integrating dW as follows:

(8)

We may also use the method of part (b) and the fact that the entropy is conserved. Denote the mass of the hot water M and the lake ML. Equating the initial and final entropies gives

(9)

Writing the final temperature T as TC + δ, where δ is small (it’s a big lake), and expanding the logarithm, we obtain

(10)

Substituting (10) back into (9) gives

(11)

As before, the work extracted equals the change in internal energy of the bodies, so

which is the same as above.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.