ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಕಾರ್ನೋ ಆವರ್ತ
ಮೂಲದೊಡನೆ ಪರಿಶೀಲಿಸಿ

ಕಾರ್ನೋ ಆವರ್ತ

ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ

ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಚಲಿತವಿರುವ ಒಂದು ಆದರ್ಶ ಆವರ್ತ (ಕಾರ್ನೋ ಸೈಕಲ್). ವಾಸ್ತವಿಕ ಆವರ್ತ (ಚಕ್ರ) ಗಳನ್ನು ತುಲನೆ ಮಾಡಲು ಇದೊಂದು ಶಿಷ್ಟಮಾನಕ. ನಿಕೊಲಾಸ್ ಲಿಯೊನಾರ್ಡ್ ಸಾಡಿ ಕಾರ್ನೋ ಎಂಬ ಫ್ರೆಂಚ್ ವಿಜ್ಞಾನಿ ಈ ಭಾವನೆಯನ್ನು 1824ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಥಮವಾಗಿ ಮುಂದಿಟ್ಟ. ಅವನ ಹೆಸರಿನಿಂದಲೇ ಇದು ಪ್ರಖ್ಯಾತವಾಗಿದೆ.

ಉಷ್ಣವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಯಂತ್ರಗಳನ್ನು ನಡೆಸಬಹುದೆಂಬುದು ಎಲ್ಲರಿಗೂ ತಿಳಿದ ವಿಷಯವೇ. ಈ ಯಂತ್ರಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು (ಎಫಿಶಿಯನ್ಸಿ) ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ನಡೆದಿವೆ. ಇಂಥ ಯಂತ್ರಗಳಿಂದ ಪಡೆಯಬಹುದಾದ ಗರಿಷ್ಠ ದಕ್ಷತೆಯೆಷ್ಟು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವೇಚಿಸುವಾಗ ಕಾರ್ನೋ ಒಂದು ಆದರ್ಶ ಉಷ್ಣ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಕಲ್ಪಿಸಿಕೊಂಡು ಅದರ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಿದ. ಈ ಆದರ್ಶ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಕಾರ್ನೋ ಯಂತ್ರವೆಂದು ಹೆಸರು. ಇದರ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಚಿತ್ರ 1ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದೆ. 

 

ಚಿತ್ರ-1

 

ಇದರ ಪ್ರಧಾನಾಂಶಗಳ ವಿವರವಿಷ್ಟು. ಪರಿಪೂರ್ಣ ಅವಾಹಕ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ರಚಿತವಾದ ಒಂದು ಕೊಳವೆ; ಇದರ ತಳಮಾತ್ರ ಪರಿಪೂರ್ಣ ವಾಹಕದಿಂದ ರಚಿತವಾಗಿದೆ; ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಪರಿಪೂರ್ಣ ಅವಾಹಕದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಒಂದು ಕೊಂತ (ಪಿಸ್ಟನ್) ಘರ್ಷಣರಹಿತವಾಗಿ ಚಲಿಸಬಲ್ಲುದು; ಕೊಂತದ ಮೇಲೆ ಭಾರಗಳನ್ನಿಡಬಹುದು. ಕಾರ್ನೋ ಚಕ್ರದ ಕ್ರಿಯಾತಂತ್ರವನ್ನು ಮುಂದೆ ವಿವರಿಸಿದೆ. ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ರಾಶಿ ಇರುವ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯವೆಸಗಬಲ್ಲ ಒಂದು ವಸ್ತುವನ್ನು-ಒಂದು ಅನಿಲವನ್ನು-ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿದೆ. S1 ಒಂದು ಬಿಸಿಯಾದ ವಸ್ತು. ಇದು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿದೆಯೆಂದೂ ಇದರಿಂದ ಎಷ್ಟು ಉಷ್ಣವನ್ನು ಬೇಕಾದರೂ ಉಷ್ಣತೆಯ ಮಟ್ಟ ಇಳಿಯದ ತೆರದಲ್ಲಿ, ಪಡೆಯಬಹುದೆಂದೂ ಭಾವಿಸುತ್ತೇವೆ. S1ರ ಹೆಸರು (ಉಷ್ಣದ) ಆಕರ. ಇದರ ಉಷ್ಣತೆ ಖಿ1ಏ ಆಗಿರಲಿ. S2 ಒಂದು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಅವಾಹಕದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಪೀಠ. S3 ಒಂದು ತಣ್ಣಗಿರುವ ವಸ್ತು. ಇದು ತನ್ನ ಉಷ್ಣತೆ ಒಂದೇ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುವಂತೆ ಎಷ್ಟು ಉಷ್ಣವನ್ನು ಬೇಕಾದರೂ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲುದು. S3 ಕ್ಕೆ ತೊಟ್ಟಿ (ಸಿಂಕ್) ಎಂದು ಹೆಸರು. ಇದರ ಉಷ್ಣತೆ ಖಿ2ಏ ಆಗಿರಲಿ. ಖಿ1 ಮತ್ತು ಖಿ2ರ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಅತ್ಯಲ್ಪವೆಂದು ಭಾವಿಸೋಣ. ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅನಿಲ ಕೆಳಗೆ ವಿವರಿಸಿರುವ ನಾಲ್ಕು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೂಲಕ ಆವರ್ತಿಸಿ ಪ್ರಾರಂಭದ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಮರಳುತ್ತದೆ. ಇದೇ ಕಾರ್ನೋ ಚಕ್ರ. ಇದನ್ನು ರೇಖೀಯವಾಗಿ ಚಿತ್ರ 2ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದೆ. ಪ್ರಾರಂಭದಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 2ರ ಂ ಬಿಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈಗ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ಆಕರದ (S1) ಮೇಲಿಟ್ಟು ಕೊಂತದ ಮೇಲಿನ ಭಾರಗಳನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ಸ್ವಲ್ಪವಾಗಿ ಮತ್ತು ನಿಧಾನವಾಗಿ ತೆಗೆದರೆ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಆಕರದಿಂದ ಉಷ್ಣ ಹರಿದು ಸಮೋಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ (ಐಸೋಥರ್ಮಲ್) ಅದು ಹಿಗ್ಗುತ್ತದೆ. (ವ್ಯಾಕೋಚನ)  ಇದನ್ನು ಚಿತ್ರದ ಂಃ ರೇಖೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. 

 

ಚಿತ್ರ-2

 

ಅನಿಲದ ಈಗಿನ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು : ಬಿಂದು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈಗ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ಅವಾಹಕ ಪೀಠ S2ರ ಮೇಲಿಟ್ಟು ಕೊಂತದ ಮೇಲಿನ ಭಾರಗಳನ್ನು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದರೆ ಕೊಳವೆಯ ಒಳಕ್ಕಾಗಲಿ ಹೊರಕ್ಕಾಗಲಿ ಉಷ್ಣ ಹರಿಯುವುದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಅನಿಲ ಅಪಾರಣೀಯವಾಗಿ (ಏಡಿಯಾಬೆಟಿಕ್) ಹಿಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗುವಾಗ ಇದರ ಉಷ್ಣತೆ ತಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಅದು ಖಿ2ಏ ಯನ್ನು ತಲಪುವವರೆಗೂ ಅನಿಲವನ್ನು ಹಿಗ್ಗಲು ಬಿಡೋಣ. ಈ ಹಿಗ್ಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 2ರ ಃಅ ರೇಖೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲದ ಈಗಿನ ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಆ ಬಿಂದು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಅನಂತರ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ತೊಟ್ಟಿಯ ಮೇಲಿಟ್ಟು ಕೊಂತದ ಮೇಲೆ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಭಾರಗಳನ್ನಿಟ್ಟು ಅನಿಲ ಆ ಬಿಂದು ತೋರಿಸುವ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಸಮೋಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಕುಗ್ಗುವಂತೆ (ಸಂಪೀಡನ) ಮಾಡೋಣ. ಅಆ ರೇಖೆ ಖಿ2 ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಸಮೋಷ್ಣತಾ ಕುಗ್ಗುವಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಮೇಲೆ ಹೊರಗಿನಿಂದ ಕಾರ್ಯ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಅನಿಲ ಒಂದಷ್ಟು ಉಷ್ಣವನ್ನು ತೊಟ್ಟಿಗೆ ಬಿಟ್ಟುಕೊಡುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ ಕೊಳವೆಯನ್ನು S2 ಪೀಠದ ಮೇಲಿಟ್ಟು ಅನಿಲದ ಉಷ್ಣ ಅಪಾರಣೀಯವಾಗಿ ಕುಗ್ಗುವಂತೆ ನಿಧಾನವಾಗಿ ಭಾರಗಳನ್ನಿಟ್ಟರೆ ಅದರ ಉಷ್ಣತೆ ಅಧಿಕಗೊಂಡು ಪುನಃ ಮೊದಲಿನ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಅನಿಲದ ಮೇಲೆ ಹೊರಗಿನಿಂದ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿಗೆ ನಾಲ್ಕು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಘಟ್ಟಗಳ ಒಂದು ಚಕ್ರ ಪೂರ್ತಿಯಾಯಿತು. ಈಗ ಂಃಅಆ ಆಕೃತಿಯ ಕ್ಷೇತ್ರಫಲ ಅನಿಲ ಕೊಂತದ ಮೇಲೆ ಮಾಡುವ ನಿವ್ವಳ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಚಕ್ರದ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಆಕರದಿಂದ ಹೀರಿಕೊಂಡ ಉಷ್ಣ ಕಿ1 ಮತ್ತು ತೊಟ್ಟಿಗೆ ಬಿಟ್ಟುಕೊಟ್ಟ ಉಷ್ಣ ಕಿ2 ಆಗಿರಲಿ. ಅಂದರೆ ಅನಿಲ ಹೀರಿಕೊಂಡ ನಿವ್ವಳ ಉಷ್ಣ ಕಿ1-ಕಿ2. ಅನಿಲದ ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿ ಪ್ರಾರಂಭಸ್ಥಿತಿಯೇ ಆದ್ದರಿಂದ ಅದರ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸವಾಗಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ

W=ಕಿ1-ಕಿ2        (ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ)

ಯಂತ್ರದ ದಕ್ಷತೆ  ಯನ್ನು ಹೀಗೆ ಬರೆಯಬಹುದು:

ಈಗ, ಎಂದು ತೋರಿಸಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ  (ಇಲ್ಲಿ ಒಂದು ಮಾತನ್ನು ಹೇಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ನೋ ತನ್ನ ವಾದವನ್ನು ಮೊದಲು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದಾಗ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ಸೆಂಟಿಗ್ರೇಡ್ ಮಾನಕದಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡಿದ್ದ. ಆದ್ದರಿಂದ ಆಗ ದೊರೆತ ದಕ್ಷತಾ ಸಮೀಕರಣದ ರೂಪ ಬೇರೆ ಆಗಿತ್ತು.) ಅಂದರೆ ಕಾರ್ನೋ ಚಕ್ರದ ದಕ್ಷತೆ ಅನಿಲದ (ಕಾರ್ಯವೆಸಗುವ) ಗುಣಗಳನ್ನವಲಂಬಿಸದೆ ಆಕರ ಮತ್ತು ತೊಟ್ಟಿಗಳ ಉಷ್ಣತೆಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ ಎಂದಾಯಿತು.  ಆಗಬೇಕಾದರೆ, ಅಂದರೆ ಯಂತ್ರದ ದಕ್ಷತೆ 100% ಆಗಿರಬೇಕಾದರೆ ಖಿ2=0 ಆಗಿರಬೇಕು. ಅಂದರೆ ಕನಿಷ್ಠ ಉಷ್ಣತೆ `0'ಏ ಆಗಬೇಕೆಂದಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ `0'ಏ ಯಲ್ಲಿರುವ ಯಾವ ವಸ್ತುವೂ ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಸಿಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ  ಆಗಿರುವಂಥ ಯಂತ್ರವೇ ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲವೆಂದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ.

 ಈ ಪರಿಶೀಲನೆಯಿಂದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಉಷ್ಣಯಂತ್ರವೂ ಪಾಲಿಸಲೇಬೇಕಾದ ಉಷ್ಣಗತಿವಿಜ್ಞಾನದ ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮ ತಿಳಿಯಬರುತ್ತದೆ. ಕೆಲ್ವಿನ್ ಎಂಬುವನು ಈ ನಿಯಮವನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಿರುವ ರೀತಿ ಹೀಗಿದೆ: ವಸ್ತುವಿನ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಅದರ ಸುತ್ತಲಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಶೈತ್ಯಕಾಯದ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಕೆಳಗಿನ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಶೈತ್ಯಗೊಳಿಸಿ ಅದರಿಂದ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು (ಕಾರ್ಯವನ್ನು) ಪಡೆಯುವುದು ನಿರ್ಜೀವ ವಸ್ತುಕಾರಕಕ್ಕೆ ಅಸಾಧ್ಯ. ಇದೇ ನಿಯಮವನ್ನು ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ ಎಂಬುವನು ನಿರೂಪಿಸಿರುವ ರೀತಿ ಹೀಗಿದೆ: ಪೂರ್ಣ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯ ಮಾಡುವ, ಒಂದು ಉಷ್ಣ ಆಕರದಿಂದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಿ ಅದನ್ನು ಬೇರೆ ಯಾವ ಪರಿಣಾಮವೂ ಇಲ್ಲದಂತೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಯಂತ್ರವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆ ಇರುವ ಕಾರ್ನೋ ಆದರ್ಶ ಯಂತ್ರ ಆಕರದಿಂದ ಪಡೆದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಭಾಗಶಃ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ ಮಿಕ್ಕದ್ದನ್ನು ತೊಟ್ಟಿಗೆ ವಿಸರ್ಜಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಉಷ್ಣ ಭಾಗಶಃ ಮಾತ್ರ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡು ಅದರ ಶೇಷ ಭಾಗ ತೊಟ್ಟಿಯನ್ನು ಸೇರಿ ಅದರಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಂಕನು ಅಸಾಧ್ಯವೆಂದು ನಿರೂಪಿಸಿರುವ ಯಂತ್ರದ ಹೆಸರು ಎರಡನೆ ಬಗೆಯ ಸಂತತ ಚಾಲನಯಂತ್ರ (ಪರ್ಪೆಚುಯಲ್ ಮೋಷನ್ ಮೆಷೀನ್ ಆಫ್ ದಿ ಸೆಕೆಂಡ್ ಕೈಂಡ್).  ಇಂಥ ಯಂತ್ರದ ನಿರ್ಮಾಣ ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಾದರೆ ಅದಕ್ಕೆ ಭೂಮಿ, ಸಾಗರ ಅಥವಾ ವಾಯುಮಂಡಲ ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದರಿಂದ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಒದಗಿಸಿ ಆ ಯಂತ್ರದಿಂದ ಸಂತತವಾಗಿ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಮಾಡಿಸಬಹುದು. ಯಾವ ಬಗೆಯ ಇಂಧನವನ್ನೂ ಒದಗಿಸಬೇಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಇಂಥ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಯಾರೂ ನಿರ್ಮಿಸಿಲ್ಲ. ಮುಂದೆ ನಿರ್ಮಿಸಬಹುದಾದ ಸಾಧ್ಯತೆಯೂ ಇಲ್ಲ ಎನ್ನುವುದು ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮದ ಸಾರಾಂಶ.         

(ನೋಡಿ- ಉಷ್ಣಗತಿವಿಜ್ಞಾನ)

ಕಾರ್ನೋ ಯಂತ್ರದ ವಿಪರ್ಯಯ ಕಾರ್ಯ. ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ಸಿನ ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮದ ನಿರೂಪಣೆ: ಕಾರ್ನೋ ಯಂತ್ರದ ಕ್ರಿಯಾವಸ್ತು (ಅನಿಲ) ಚಿತ್ರ 2ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಚಕ್ರೀಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಂಆಅಃಂ ಎಂಬ ವಿಪರ್ಯಯ (ರಿವರ್ಸ್) ದಿಶೆಯಲ್ಲಿ ಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಹಿಂದೆ ತಿಳಿಸಿರುವಂತೆ ಪ್ರತಿ ಹಂತವೂ ವಿಪರ್ಯಯ ಬದಲಾವಣೆ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಇದು ಸಾಧ್ಯ. ಈ ವಿಪರ್ಯಯ ಚಕ್ರದ ಆಅ ಪ್ರತಿರೂಪಿಸುವ ಖಿ2 ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವ ಸಮೋಷ್ಣತಾ ವಿಕಾಸದಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯಾವಸ್ತು ತೊಟ್ಟಿಯಿಂದ (S3) ಕಿ2 ಉಷ್ಣವನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಿ ಬಾಹ್ಯ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಃಂಯಿಂದ ಪ್ರತಿರೂಪಿಸಲ್ಪಡುವ ಸಮೋಷ್ಣತಾ ಸಂಕೋಚನೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ರಿಯಾವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಕಾರ್ಯ ನಡೆದು ವಸ್ತು ಉಷ್ಣದ ಆಕರಕ್ಕೆ ಕಿ1ಉಷ್ಣವನ್ನು ವಿಸರ್ಜಿಸುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟು ಚಕ್ರೀಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ಂಆಅಃಂ ಕ್ಷೇತ್ರಫಲ ಪ್ರತಿರೂಪಿಸುವ ಕಾರ್ಯ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವುದರಿಂದ ವಸ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ಕಿ2ನ್ನು ತೊಟ್ಟಿಯಿಂದ ಪಡೆದು ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದ ಉಷ್ಣ ಕಿ1 ನ್ನು ಉಷ್ಣದ ಆಕರಕ್ಕೆ ಕೊಡುವುದು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಕಾರ್ಯ ಕಿ1-ಕಿ2=ಕ್ಷೇತ್ರಫಲ ಂಆಅಃಂ ಎನ್ನುವುದನ್ನು ಒದಗಿಸದೇ ಇದ್ದ ಪಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆಯ ಕಾಯದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯ ಕಾಯಕ್ಕೆ ಸಾಗಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಈ ಆಧಾರವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮವನ್ನು ಹೀಗೆ ನಿರೂಪಿಸಿದ್ದಾನೆ : ಬಾಹ್ಯಕಾರಕಗಳ ಸಹಾಯವಿಲ್ಲದೆ ಚಕ್ರೀಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯಿಂದ ಕಾರ್ಯಮಾಡುವ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಯಂತ್ರ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಒಂದು ಕಾಯದಿಂದ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ಇರುವ ಕಾಯಕ್ಕೆ ಕಳುಹಿಸುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಅಂದರೆ ಉಷ್ಣ ತನ್ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ತಾನೇ ಒಂದು ತಣ್ಣಗಿರುವ ಕಾಯದಿಂದ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಬೆಚ್ಚಗಿರುವ ಕಾಯಕ್ಕೆ ಹೋಗಲಾರದು. ಹಾಗೆ ಆಗಬೇಕಾದರೆ ಶೈತ್ಯೋತ್ಪಾದಕ ಯಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುವಂತೆ ಬಾಹ್ಯ ಕಾರಕದಿಂದ ಯಂತ್ರದ ಮೇಲೆ ಯಾವುದಾದರೂ ಒಂದು ಬಗೆಯ ಕಾರ್ಯ ನಡೆಯುವುದು ಆವಶ್ಯಕ.

ವಿಪರ್ಯಯ ಉಷ್ಣಯಂತ್ರಗಳ ದಕ್ಷತೆ, ಕಾರ್ನೋ ಪ್ರಮೇಯ : ಎರಡು ದತ್ತ ಉಷ್ಣತೆಗಳ ನಡುವೆ ಕಾರ್ಯ ಮಾಡುವ ಇನ್ನಾವ ಯಂತ್ರವೂ ಒಂದು ವಿಪರ್ಯಯ ಯಂತ್ರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಪಡೆದಿರುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ. ಈ ಪ್ರಮೇಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಒಂದೇ ಉಷ್ಣತೆಗಳ ನಡುವೆ ಕಾರ್ಯ ಮಾಡುವ ಂ ಎಂಬ ವಿಪರ್ಯಯ ಉಷ್ಣಯಂತ್ರವೂ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ ಃ ಎಂಬ ಉಷ್ಣಯಂತ್ರವೂ ಇವೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸೋಣ. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವಾಗ ಉಷ್ಣದ ಆಕರದಿಂದ ಕಿ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಗ್ರಹಿಸಲಿ.

 

ಚಿತ್ರ-3

 

ಂ ಯಂತ್ರ Wಂ ಕಾರ್ಯವನ್ನೂ ಃ ಯಂತ್ರ Wಃ ಕಾರ್ಯವನ್ನೂ ಒದಗಿಸಲಿ.

ನಾವು ಭಾವಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಪ್ರಕಾರ ಃಯ ದಕ್ಷತೆ , ಂಯ ದಕ್ಷತೆ  ಎನ್ನುವುದಕ್ಕಿಂತ ಅಧಿಕ. ಆದ್ದರಿಂದ Wಃ>Wಂಎಂದಾಗುತ್ತದೆ.

 ಃಯು ಂಯನ್ನು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಸುವಂತೆ ಎರಡು ಯಂತ್ರಗಳನ್ನೂ ಜೋಡಿಸಿ ಅವು ಒಂದೇ ಆಕರ ಮತ್ತು ತೊಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವಂತೆ ಮಾಡೋಣ. ಆಗ ಆಕರಕ್ಕೆ ಂ ಸಾಗಿಸುವ ಉಷ್ಣ ಃ ಗ್ರಹಿಸುವ ಉಷ್ಣಕ್ಕೆ ಸಮವಾಗಿ ಆಕರದಲ್ಲಿ ಯಾವ ಬದಲಾವಣೆಯೂ ಉಂಟಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಃ ಒದಗಿಸುವ ಕಾರ್ಯ Wಃ ಯಲ್ಲಿ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾದ Wಂ ಎನ್ನುವುದು ಂ ಯಂತ್ರವನ್ನು ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಸುವುದಕ್ಕೆ ವಿನಿಯೋಗವಾದ ಅನಂತರ Wಃ-Wಂ ಕಾರ್ಯ ಬೇರೆ ಯಾವುದಾದರೂ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಒದಗುತ್ತದೆ. ತೊಟ್ಟಿ ಕಿ-Wಃ ಉಷ್ಣವನ್ನು ಃ ಯಂತ್ರದಿಂದ ಪಡೆದು ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದ ಉಷ್ಣ  ವನ್ನು ಂ ಯಂತ್ರಕ್ಕೆ ಒದಗಿಸುವುದರಿಂದ ತೊಟ್ಟಿಯ ಉಷ್ಣ ನಷ್ಟ Wಃ-Wಂ ಆಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಸಂಯುಕ್ತ ಯಂತ್ರ ತೊಟ್ಟಿಯಿಂದ Wಃ-Wಂ ಯಷ್ಟು ಉಷ್ಣವನ್ನು ಪಡೆದು ಅದನ್ನು ಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಕ್ಕೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ ಬೇರೆ ಯಾವ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲೂ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡದೆ ಚಕ್ರೀಯವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಎರಡನೆಯ ಬಗೆಯ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಯಂತ್ರವಾಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣಗತಿಶಾಸ್ತ್ರದ ಎರಡನೆಯ ನಿಯಮದ ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ ನಿರೂಪಣೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಇಂಥ ಯಂತ್ರದ ನಿರ್ಮಾಣ ಅಸಾಧ್ಯ. ಃ ಯಂತ್ರ ಂ ಯಂತ್ರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಮೊದಲ ಭಾವನೆ ತಪ್ಪು ಎಂದು ಇದರಿಂದ ತಿಳಿದುಬರುತ್ತದೆ. ಯಾವ ಇತರ ಯಂತ್ರವೂ ವಿಪರ್ಯಯ ಯಂತ್ರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಪಡೆದಿರುವುದು ಅಸಾಧ್ಯ ಎಂದು ನಿಷ್ಕರ್ಷಿಸಬಹುದು.

ಈ ಫಲಿತಾಂಶದಿಂದ ನೇರವಾಗಿ ಲಭಿಸುವ ಅನುಮಿತದ ಪ್ರಕಾರ ಒಂದೇ ಉಷ್ಣತಾದ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯ ಮಾಡುವ ಎಲ್ಲ ವಿಪರ್ಯಯ ಉಷ್ಣ ಯಂತ್ರಗಳೂ ಸಮದಕ್ಷತೆ ಉಳ್ಳವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಆದಕಾರಣ ಒಂದು ಸಂಪೂರ್ಣ ವಿಪರ್ಯಯ ಯಂತ್ರದ ದಕ್ಷತೆ ಅದರಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಕ್ರಿಯಾವಸ್ತುವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸದೆ ಉಷ್ಣದ ಆಕರ ಮತ್ತು ತೊಟ್ಟಿಗಳ ಉಷ್ಣತೆಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.            (ಎಚ್.ಎಸ್.ವಿ.;ಕೆ.ಜಿ.)

ಇಲ್ಲಿ ಇನ್ನೊಂದು ಮುಖ್ಯವಾದ ಐತಿಹಾಸಿಕ ಘಟನೆಯನ್ನು ಸ್ಮರಿಸಬೇಕು. ಕ್ವಾಂಟ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಜನಕ ಮ್ಯಾಕ್ಸ್ ಪ್ಲಾಂಕ್, ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್‍ನ ಶಿಷ್ಯ. ತನ್ನ ಪಿ.ಎಚ್‍ಡಿಗಾಗಿ ಆರಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದು ಉಷ್ಣಗತಿ ವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು. ಯಾಕೆಂದರೆ ಆತನಿಗೆ ತನ್ನ ಗುರುವಿನ ಆವಿಷ್ಕಾರದಲ್ಲಿದ್ದ ಆಸಕ್ತಿ. ಪ್ಲಾಂಕನ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಹೆಲ್ಮ್‍ಹೋಲ್ಟ್ಸ್ ಓದಲೇ ಇಲ್ಲ. ಮತ್ತೊಬ್ಬ ಅಧ್ಯಾಪಕ ಕಿರ್ಕಾಫ್ ಓದಿದರೂ ಅದನ್ನು ಉಪೇಕ್ಷಿಸಿದ. ಕ್ಲಾಸಿಯಸ್ ಯಾವ ಆಸಕ್ತಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಲಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ ಉಷ್ಣಗತಿ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಂಕನ ನಿರೂಪಣೆ ಮಾನ್ಯತೆ ಪಡೆಯಲಿಲ್ಲ.        

(ಪರಿಷ್ಕರಣೆ: ಹೆಚ್.ಆರ್.ಆರ್)