তাপ ইঞ্জিনঃ(Heat Engine)

তাপশক্তিকে কাজে লাগানোর জন্য একটি যান্ত্রিক ব্যবস্থার প্রয়োজন হয়। এই যান্ত্রিক ব্যবস্থাকে তাপ ইঞ্জিন বলে। তাপ ইঞ্জিনে তাপ উৎস এবং তাপগ্রাহক থাকে। ইঞ্জিন কোনো উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করে তার খানিকটা কাজে রূপান্তরিত করে। তাপের যেটুকু কাজে রূপান্তরিত হয় না তা পরিবেশে মিশে যায় এবং উৎসের তাপমাত্রা যে পরিবেশে তাপ গ্রহণ করে তা ইঞ্জিনের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি হতে হবে। অর্থাৎ ইঞ্জিন উচ্চতর তাপমাত্রার তাপ উৎস থেকে তাপ গ্রহণ করে তার খানিকটা কাজে রূপান্তরিত করে এবং বাকি অংশ তাপগ্রাহকে ছেড়ে দিয়ে আদি অবস্থায় ফিরে আসে। এভাবে ইঞ্জিন চক্র সম্পন্ন করে। একটি তাপ ইঞ্জিনের ব্লক চিত্র দেখান হলো।

সংজ্ঞা: যে ইঞ্জিন দ্বারা তাপশক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করা যায় তাকে তাপ ইঞ্জিন বলে। যেমন বাষ্পীয় ইঞ্জিন, পেট্রোল ইঞ্জিন, ডিজেল ইঞ্জিন ইত্যাদি।

তাপ ইঞ্জিনের মূলনীতি: প্রত্যেক ইঞ্জিনেই একটি কার্যরত পদার্থ

(working substance) থাকে। যেমন বাষ্পীয় ইঞ্জিনে বাষ্প কার্যরত বস্তু ₂ আবার পেট্রোল ইঞ্জিনে পেট্রোল কার্যরত বস্তু। কার্যরত পদার্থ উচ্চ তাপ-মাত্রার কোনো উৎস হতে তাপ গ্রহণ করে ওই তাপের কিছু অংশ কার্যে পরিণত করে এবং বাকি অংশ নিম্ন তাপমাত্রার তাপগ্রাহকে বর্জন করে। এভাবে কার্যরত বস্তুর ক্রমাগত তাপ গ্রহণ ও বর্জনে প্রত্যেকবার কিছু তাপ কাজে পরিণত হয়। এটিই তাপ ইঞ্জিনের মূলনীতি।

T₁ উচ্চ উষ্ণতার তাপ উৎস

তাপ ইঞ্জিন

W=Q1-Q2

T₂ নিম্ন উষ্ণতার তাপগ্রাহক