КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

термодинамика NEGІZDERІ




1. термодинамиката. Zhүye kүyіnің teңdeuі. Термодинамика әrtүrlі protsesterdegі (zhylulyқ, mehanikalyқ, elektrlіk, magnittіk zhane t.b) molekulalalrdyң zhylulyқ қozғalysy arқyly өtetіn енергия өzgeruіnің sandyқ zaңdylyқtaryn қarastyratyn мазнини, yaғni fizikalyқ protsesterdі energetikalyқ tұrғydan қarastyrady. Термодинамика deneler променили Tabigat құbylystarynyң тек makroskopiyalyқ қasietterіn ғana zertteydі.

XIX ғasyrdyң bіrіnshі zhartysynda Zhylu tehnikasynyң aldynda Zhylu mashinalarynyң tiіmdіlіgіn ekonomikalyқ zhaғynan arttyru mәselesі tұrdy zhane такива Sesa ushin energiyanyң tүrlenu zaңyn, onyң іshіnde zhyludyң mehanikalyқ енергия tүrіne aynaldyrudy tereңіrek bіlіp, zertteu асо қazhet Болдън. Осите Zhylu tehnikasynyң talabyna sәykes термодинамиката Платени Болдън zhane ол МОН редове Bastad.

Термодинамика adamzattyң kөp zhylғy eңbegіnің nәtizhesіnde Платен bolyp, tәzhіribe zhүzіnde taғayyndalғan ekі zaңynan: termodinamikanyң bіrіnshі zhane ekіnshі zaңy (bastamasy, Согндал ак Nernsttің zhylulyқ teoremasyna, Немес termodinamikanyң үshіnshі zaңynan (bastamasynan) құrylady Termodinamikanyң zaңdary makroskopiyalyқ zhүyelerdің әrtүrlі zhaғdaydaғy fizikalyқ қasietterіnen kөptegen mәlіmetter aluғa. mүmkіndіk beredі Termodinamikanyң bіrіnshі bastamasy energiyanyң tүrlenu protsesterіnің sandyқ zhane sapalyқ zhaқtaryn қarastyrady ;. ekіnshі bastamasy оса protsesterdің baғytyn kөrsetedі.

Термодинамика өzara сх-bіrіmen, Согндал-ак basқa да denelermen әserlesetіn zhane енергия almasatyn makroskopiyalyқ deneler zhiyntyғy- termodinamikalyқ zhүyenі қarastyrady.

Егер syrtқy zhaғday kүyі өzgermese, Фондация termodinamikalyқ zhүye KEZ kelgen makroskopiyalyқ өzgerіster toқtaғanғa deyіn оса zhaғday kүyіne keledі. Zhүyenің mұnday kүyі termodinaimkalyқ тепе teңdіk atalady Dep. Zhүye termodinaimkalyқ тепе teңdіk kүyіnde қysym P, V температура kөlem zhane T DEP atalatyn USH parametrmen sipattalady. Осите термодинамиката-namikalyқ parametrlerdің БЛП-bіrіnen tәueldіlіk teңdeuі zhүye kүyіnің teңdeuі депа atalatynyn aytқan bolatynbyz е (P, V, T) = 0 (8.1)



Termodinamikalyқ zhүyenің negіzgі sipattamasy onyң іshkі energiyasy-U bolyp tabylady. Іshkі енергия zhүyenің mikrobөlshekterіnің (molekulalar, atomdar, elektrondar zhane TB) beybereket қozғalysynyң kinetikalyқ energiyasynan, оси bөlshekterdің өzara әserlesuіnің potentsialdyқ енергия-син zhane іshkі molekulalyқ energiyasynan tұrady. Deneler zhүyesіnің іshkі energiyasy әrbіr ZhEKe denelerdің іshkі energiyalary променена deneler zhanasatyn zhұқa қabattaғy molekulalardyң arasyndaғy өzara әserlesu energiyasy bolyp tabylady.

Іshkі енергия zhүye kүyіnің funktsiyasy Bolado. Демеке, zhүye БЛП kүyden ekіnshі kүyge өtken kezde onyң іshkі energiyasynyң өzgerіsі әrқashan да auysu Gmina Zolynia tәuelsіz, yaғni zhүyenің БЛП kүyden ekіnshі kүyge keltіretіn protsesіne Немес protsester zhiyntyғyna tәuelsіz, тек оса kүylerdegі іshkі energiyanyң mәnderіnің ayyrymyna teң.

Идеален gazdarda molekulalardyң өzara әserlesuіnің potentsialdyқ energiyasy nolge teң, Sonda gazdyң БЛП molіne қatysty іshkі energiyasy N A molekulalardyң kinetikalyқ energiyalarynyң қosyndysyna teң Bolado:

U m = (I / 2) KTN A = (I / 2) RT (8.2)

Gazdyң taңdap alynғan м Massassi ushin іshkі енергия:

U = М (т / т) (I / 2) Rt = N (I / 2) RT (8.3)

mұndaғy м-zattyң molyarlyқ Massassi, п-леяр sanyn kөrsetetіn затягане mөlsherі.

Іshkі енергия (U) negіzіnen ekі tүrlі protsestің: denenің zhұmys A іsteuі променена пари berіlgen Zhylu mөlsherіnің Q esebіnen өzgeredі. Bir deneden ekіnshі пари energiyanyң berіluіne әkeletіn makroskopiyalyқ protsesterdің zhiyntyғy Zhylu berіlu atalady Dep.

2. Termodinamikanyң bіrіnshі bastamasy. Sonymen, Zhylu berіlіsі променена zhұmys әrқashan га БЛП-bіrіne ekvivalenttі Bolado. Mysaly, syrtқy әserlerdің yқpalymen zhүye БЛП kүyden (1) ekіnshі kүyge (2) kөshetіn Bolsa, Фондация mұnday kөshulerdің mүmkіn tәsіlderіnің barlyғynda да syrtқy әserlerdің mehanikalyқ ekvivalentterі қosyndysy өzgermey tұraқty bolyp қalady. Sonda zhүye БЛП kүyden ekіnshі kүyge kөshkende іshkі energiyanyң өzgerіsі DU = U 2 -U 1 zhүyenің alғan Zhylu mөlsherі Q променена syrtқy kүshterge қarsy zhasalatyn zhұmystyң A ayyrymyna teң:

DU = Q-A (8.4) Nemesu Q = DU + A (8,5)

Осите tүrde zhazylғan өrnek termodinamikanyң bіrіnshі bastamasynyң matematikalyқ teңdeuі bolyp tabylady. (8.5) өrnektі диференциал tүrde zhazatyn bolsaқ, DQ = U + г А.

Егер zhүyenің іstegen zhұmysyn Немес alғan zhyluyn eseptegen kezde қaras-tyrylyp otyrғan protsestі әdette әrқaysysy zhүye parametrlerіnің Ал ғana өzgeruіne sәykes keletіn Джай protsesterge bөluge обиколка keledі, Sonda (8.5) teңdeu osynday protsester ushin майна tүrde zhazylady: DQ = Du + DA (8.6 )

mұndaғy DQ -elementar Zhylu mөlsherі, DA -elementar zhұmys, Du -zhүyenің іshkі energiyasynyң өsіmshesі.

Berіlgen Zhylu mөlsherі променена zhұmys өzara ekvivalenttі bolғandyқtan, Zhylu mөlsherіnің де өlshem bіrlіgі- джаул Bolado. Егер zhүye өzіnің bastapқy kүyіne қaytyp oralsa, onyң energiyasy bұrynғy mәnіne ите Bolado, yaғni tұyyқ zhүyede іshkі energiyanyң өzgerіsі nolge teң DU = 0. Termodinamikanyң bіrіnshі bastamasyna sәykes: A = Q (8,7)

Bұdan energiyanyң saқtalu zaңyn taғayyndau zhaғynan alғanda енергийно nyң eshbіr tүrіn zhұmsamay zhane syrttan Zhylu Алма zhұmys өndіretіn машина (Mangilik двигател) Zhasa mүmkіn Emesa ekendіgіn bіlemіz. Termodinamikada mұnday машина bіrіnshі tүrdegі "перпетуум мобиле" atalady Dep.

3. Zhylu syyymdylyқ. Termodinamikada denelerdің zhylulyқ қasietіn sipattau ushin Zhylu syyymdylyқ ұғymy engіzіledі. Парите berіletіn Немес deneden alynatyn Zhylu mөlsherі: DQ = mcdT (8.8)

mұndaғy м -denenің Massassi, в -onyң menshіktі Zhylu syyymdylyғy, дТ дневен temperaturasynyң өzgerіsі.

Zattyң menshіktі Zhylu syyymdylyғy DEP, 1 кг zattyң temperaturasyn 1K-н қyzdyru ushin қazhettі Zhylu mөlsherіnің shamasyn aytady:

С = (1 / т) (DQ / дТ) (8,9)

Menshіktі Zhylu syyymdylyғy J / (кг × K) өlshenedі.

Gazdarғa қatysty menshіktі Zhylu syyymdylyғy ekі tүrde Bolado: tұraқty kөlemdegі menshіktі Zhylu syyymdylyғy С V zhane tұraқty қysym-daғy C р menshіktі Zhylu syyymdylyғy. Menshіktі Zhylu syyymdylyқtan basқa molyarlyқ Zhylu syyymdylyқ че қoldanylady.

Zattyң molyarlyқ Zhylu syyymdylyғy DEP, 1 мол zattyң temperaturasyn 1K-н қyzdyru ushin қazhettі Zhylu mөlsherіnің shamasyn aytady:

С м = DQ / п дТ (8.10 )

mұndaғy N- затягане mөlsherі. Өlshem bіrlіgі- J / (мол K ×).

Menshіktі Zhylu syyymdylyғynyң molyarlyқ Zhylu syyymdylyғymen Bailanys: С т = а × м (8.11)

mұndaғy м-zattyң molyarlyқ Massassi. Menshіktі Zhylu syyymdylyғynyң Shamas denenі қyzdyru shartyna tәueldі: tұraқty kөlemde Немес tұraқty қysymda қyzdyryluyna baylanysty. Bіrіnshі zhaғdayda gazғa berіlgen zhyludyң barlyғy onyң тек қana іshkі energiyasyn arttyruғa zhұmsalady (gazdyң kөlemі өzgermeytіn sebepten). Ekіnshі zhaғdayda gazdyң ұlғayuyna ketetіn zhұmysқa taғy да қosymsha Zhylu қazhet Bolado (қysymnyң өzgermeuі газ kөlemіnің ұlғayuynan Bolado). Sol sebeptі Gazda ekі molyarlyқ (menshіktі) Zhylu syyymdylyқ Bolado: kөlem tұraқty bolғan kezdegі Zhylu syyymdylyқ С V zhane қysym tұraқty bolғan kezdegі Zhylu syyymdylyқ C П. Osydan C P> С V bolatynyn bayқaymyz. Осите pіkіrdі zhete tүsіnu ushin termodinamikanyң bіrіnshі bastamasyn БЛП ushin мол газ (8.6) zhane (8.10) formulalardy paydalanyp беше zhazuғa Bolado:

С м дТ = Du м + RDV м (8,12)

Егер қyzdyru tұraқty kөlem kezіnde Bolsa, Фондация syrtқy denelerge қarsy zhұmys zhasamaytyn bolғandyқtan р DV = 0 bolyp, barlyқ Zhylu denenің іshkі energiyasyn arttyruғa zhұmsalady: C V = Du м / дТ (8.13 )

Егер қyzdyru tұraқty қysym kezіnde Bolsa, Фондация газ ұlғayady да syrtқy denelerge oң zhұmys zhasaydy. Демеке, bұl zhaғdayda gazdyң temperaturasyn 1 K н arttyruғa tұraқty kөlem kezіndegіge қaraғanda Zhylu kөbіrek Kerek Bolado dedіk, sondyқtan C P> С V Болдън, dәlіrek aytқanda gazdyң Wagon R tұraқtysyna artyқ Bolado. Endі termodinamikanyң bіrіnshі bastamasy boyynsha (8.12) өrnektі bylaysha zhazayyқ: C P = (Du м / дТ) + ( RDV м / дТ) (8.14) mұndaғy Du м / г T = C V. Al Менделеев-Клапейрон teңdeuіn (PV = RT, р = Конст) Dep eseptep, на V T zhane arқyly differentsialdap, RDV = РДТ alynғan mәnderdі (8.14) formulaғa қoysaқ: C P = C V + R (8.15)

Bұl Mayer teңdeuі atalady Dep. Sonymenen, идеален gazdyң 1 molіnің темпо-raturasyn tұraқty қysymda 1 K н arttyrғanda onyң zhasaytyn zhұmysy gazdyң вагон газ tұraқtysyna teң Bolado: A = R. (8.16)

Sonda menshіktі Zhylu syyymdylyғy denenің tegіn sipattaydy Eken.

(8.2) zhane (8.13) өrnekterden С V = (I / 2) R (8.17) alamyz.

Mayer teңdeuіne (8.17) өrnektі қoyatyn bolsaқ, C P = (I / 2) R + R = (I + 2) / 2) R

shyғady. Zhylu syyymdylyқtardyң қatynasyn әrpіmen belgіleymіz г, Sonda shyғatyn формула: г = C P / C V = (I + 2) / I (8.18)

Mұnda г> 1 zhane gazdyң tүrіnen tәueldі Bolado.

4. Termodinamikanyң bіrіnshі bastamasyn izoprotsesterge қoldanu.

Gazdyң kүyіn sipattaytyn USH parametrdің (р, V, Т) bіreuі tұraқty bolyp otyrsa, Фондация mұnday protsesterdі izoprotsester ataydy Dep.

1. Izohoralyқ процес. Gazdyң kөlemі tұraқty, yaғni V = Конст Bolado, Sonda DV = 0, Olay Bolsa газ syrtқy kүshterge қarsy zhұmys zhasamaydy:

г A = 1 O 2 PDV = 0

р р

2 1 2

стр 1

A

VV V 1, V 2

15 - 16 Сура - Сура

Осите protsestің diagrammasyn (15 Suret) Salatin bolsaқ 1-2 gazdyң Izokh-ralyқ қyzdyru protsesіn, ал 1-3 gazdyң izohoralyқ suynu protsesіn kөrse-tedі. Izohoralyқ обработва kezіnde газови zhұmys zhasamaydy dedіk, yaғni г A = 0.

Endeshe, zhoғaryda aytylғanday, izohoralyқ обработва ushin gazғa berіlgen barlyқ Zhylu onyң іshkі energiyasyn өzgertuge ketedі: DQ = Du (8.19)

(8.13) formulaғa sәykes, Du м = C V дТ, Sonda gazdyң KEZ kelgen Massassi ushin

DQ = DU = (m / m ) C V дТ (8.20)

Bolado, yaғni идеален gazdyң іshkі energiyasynyң өzgerіsі onyң абсолютна temperaturasynyң өzgerіsіne proportsional турне.

2. Izobaralyқ процес. Gazdyң қysymy tұraқty, yaғni P = Конст Bolado, diagrammasy (16 Suret). Sonda 1-2 kesіndіsі gazdyң izobaralyқ ұlғayuyn

kөrsetedі де, shtrihtalғan audan izobaralyқ zhұmystyң shamasyn anyқ Tide: А = 1 O 2 PDV = P (V 2 -V 1) (8,21)

Егер gazdyң оса taңdap alynғan ekі kүyі ushin Менделеев-Клапейрон teң-deuіn (PV = (m / m) RT) қoldanatyn bolsaқ, Фондация PV 1 = (m / m) RT 1, PV 2 = (m / m) RT 2, osydan V 2 -V 1 = (m / m) (R / п) (T 2 - T 1) (8.22)

Onda izobaralyқ ұlғayu kezіndegі zhұmys ushin zhazylғan (8.21) өrnek kelesі tүrde zhazylady: A = (m / m) R (T 2 - T 1) (8.23)

Osydan molyarlyқ газ tұraқtysynyң R fizikalyқ maғynasy shyғady: Егер

T 21 = 1 TO Фондация Bolsa gazdyң 1 molі ushin R = A, yaғni Shamas zhaғynan gazdyң molіn 1 1 K н қyzdyru ushin қazhettі zhұmysқa teң.

Izobaralyқ процес kezіnde Massassi м gazғa berіlgen Zhylu mөlsherі

DQ = DU = (m / m ) С р дТ (8.24)

Bolsa, Фондация gazdyң іshkі energiyasy DU = (m / m) C V дТ shamaғa Artada. Conda газ (8.24) formulamen esepteuge bolatyn zhұmys zhasaydy.

3. Izotermiyalyқ процес. Gazdyң temperaturasy tұraқty, yaғni T = Конст Bolado, diagrammasy хипербола Bolado (17 Suret). Izotermiyalyқ процес Бойл zaңymen өrnekteletіnіn bіlemіz PV = строителство, izotermiyalyқ процес kezіndegі zhұmysty anyқtaymyz, onyң Shamas surettegі shtrihtalғan audanғa teң. Менделеев-Клапейрон teңdeuіnen (PV = (m / m) RT) zhane (8.21) өrnekten izotermiyalyқ ұlғayu protsesіnің zhұmy-син anyқtauғa Bolado

(8.25)

T = Конст bolғanda идеален gazdyң іshkі energiyasy өzgermeydі: DU = (m / m) C V дТ = 0, Olay Bolsa, termodinamikanyң bіrіnshі zaңynan (DQ = Du + DA) процес izotermiyalyқ ushin DQ = DA (8.26) Bolado, yaғni gazғa berіlgen zhyludyң barlyқ mөlsherі onyң syrtқy kүshterge қarsy Ms-saғan zhұmysyna zhұmsalady:

Q = A = (m / m ) RTLn ( р 1 / стр 2) = (m / m) RTLn (V 2 / V 1) (8.27)

PP

Р2

A

P1

V 1 V 2 V 0 V 1 V 2 V

Suret 17 18 Suret

5. Adiabatalyқ процес. Zhүye променена syrtқy қorshaғan ОРТ arasynda Zhylu almaspay өtetіn процес процес adiabatalyқ депа atalady (DQ = 0). Barlyқ МОН өtetіn про-tsesterdі adiabatalyқ protsesterge zhatқyzuғa Bolado. Mysaly dybystyң ortada taraluyn adiabatalyқ protseske zhatқyzuғa Bolado, sebebі dybys tolқyndarynyң taralu zhyldamdyғy өte zhoғary bolғandyқtan, tolқyn променена ОРТ energiyasy arasynda Zhylu Алмас bolyp үlgermeydі. Adibatalyқ protsester іshten Жан dvigatelderіnde (tsilindrlerdegі zhanғysh қospalardyң ұlғayuy променена syғyluy) toңazytқysh қondyrғylarynda zhane TB қoldanylady. Termodinamikanyң bіrіnshі bastamasyn adiabatalyқ процес ushin zhazatyn bolsaқ: DA = -dU (8.28), yaғni syrtқy kүshterdің zhұmysy zhүyenің іshkі energiyasynyң өzgerіsі esebіnen zhasalady. (8.13) zhane (8.1) өrnekterdі қoldanyp, gazdyң KEZ kelgen Massassi ushin (8.28) teңdіktі zhazamyz: PDV = (m / m) C V дТ (8.29)

Идеален газ kүyіnің teңdeuіn PV = (m / m) RT differentsialdap, kelesі teңdіktі alamyz: PDV + VDP = (m / m) РДТ (8.30)

Осите soңғy ekі teңdіkterdegі T -ny Alyp tastasaқ, kelesі өrnek shyғady:

PDV + VDP / PDV = R / C V = - (C-C V) / C V (8.31)

Aynymalylardy bөlіp zhane C стр / C V = г ekenіn eskerіp, kelesі өrnektі aluғa Bolado: DP / р = -gdV / V , Осите teңdіktі р 1 р 2 дневен -ge zhane osyғan sәykes V 1, V 2 дневен -ge deyіngі shekterіnde integraldap, Одан keyіn potentsialdasaқ mynaday өrnektі alamyz: стр 2 / стр 1 = (V 1 / V 2) ж Немес р 1 V 1 G = р 2 V дваграма

Gazdyң zhane 1 2 kүylerі erkіn taңdap alynғandyқtan, PV г = Конст zhazuғa Bolado. Осите alynғan teңdeu adiabatalyқ процес Немес teңdeuі Поасон teңdeuі atalady Dep. Mұndaғy өlshemsіz г-сама, Поасон koeffitsientі atalady Dep. Adiabatalyқ protsestің diagrammasy р, V koordinatasynda хипербола tүrіnde salynady (18 Suret). Suretten bayқaytynymyzday, adibata izotermaғa қaraғanda tіkteu keledі, sebebі adiabatalyқ syғylu kezіnde 1-3 газ қysymynyң ұlғayuy onyң kөlemіnің kіshіreyuіmen ғana Emesa, izotermiyalyқ syғyludaғy siyaқty, temperaturanyң artuymen де baylanysty.

Adiabatalyқ процес kezіndegі zhasalatyn zhұmysty esepteu ushin (8.29) teңdіktі kelesі tүrde zhazamyz DA = - (m / m) C V дТ (8.32)

Егер газ kөlemі V 1, V 2 дневен -ge deyіn adiabatalyқ ұlғayatyn Bolsa, Фондация onyң temperaturasy T 1, T 2 дневен -ge deyіn kemidі zhane идеален gazdyң ұlғayu kezіndegі zhұmysy A = - (m / m) C V T2 T1 ò дТ = (m / m) C V (T 1-т 2) (8.33)

Aldyңғy әdіsterdі қoldana otyryp, adiabatalyқ ұlғayu ushin де zhұmystyң formulasyn kelesі tүrde tүrlendіrіp zhazamyz.

А = (р 1 V 1 / G-1) [1- (V 1 / V 2) G - 1] = (RT 1 m / (G-1) М [1- (V 1 / V 2) G - 1] (8.34)

mұndaғy р 1 V 1 = (m / m) RT 1 қarastyryp otyrғan izohoralyқ, izobaralyқ, izotermiyalyқ zhane adiabatalyқ protsesterdің ortaқ қasietі-Olar tұraқty Zhylu syyymdylyқta өtedі. Alғashқy ekі protseste Zhylu syyymdylyқtar zhane С V C P, izotermiyalyқ protseste (DT = 0) Zhylu syyymdylyқ ± ¥, adiabatalyқ protseste Q = 0), Zhylu syyymdylyқ nolge teң. Zhylu syyymdylyқ tұraқty bolyp қalatyn процес politropty процес atalady Dep.

Termodinamikanyң bіrіnshі bastamasynan Zhylu syyymdylyқ tұraқty bolғan zhaғdayda (C = конст) процес politropty teңdeuіn қorytyp shyғaryp aluғa Bolado PV п = конст (8.35). п -politrop dәrezhesі. N = (S-C р) / (С-С V)

6. Dөңgelek protsester (цикъл). Zhүye bіrneshe kүyden өtіp, bastapқy kүyіne қaytyp keletіn Bolsa, Фондация процес процес dөңgelek (цикъл Немес) atalady Dep. Diagrammada процес dөңgelek tұyyқ syzyқ tүrіnde kөrsetіledі (19 Suret). Идеален gazdyң tsiklіn gazdyң ұlғayuy (1-2) zhane syғyluy (2-1) кат ekіge bөluge Bolado. Ұlғayu zhұmysy (1A2V 1 V 2 1) figurasynyң audanymen anyқtalady, zhane oң Bolado (DV> 0). Cyғylu zhұmysy (2b1V 1 V 2 февруари figurasynyң audanymen anyқtalady) zhane terіs Bolado (DV <0). Gazdyң цикъл kezіnde zhasaytyn zhұmysy tұyyқtalғan қisyқpen shektelgen audanғa teң, Егер оса zhasalғan zhұmystyң mәnі oң Bolsa, Фондация за складовете за обиколка цикъл atalady (цикъл saғat tіlіnің қozғalysymen baғyttas Bolado, 19-Сура) Al Jaeger zhasalғan zhұmystyң mәnі terіs Bolsa, цикъл Фондация kerі депа atalady (цикъл saғat tіlіne қarsy baғytta өtedі 20 Suret)

P P

1 януари

б

а

2 ба

V 1, V 2 VV V 1, V 2

Suret 19 20 Suret

Tour цикъл periodty tүrde zhұmys іsteytіn zhane ол zhұmysty syrttan alatyn Zhylu esebіnen zhasaytyn Zhylu dvigatelderіnde қoldanady.

Kerі цикъл periodty tүrde zhұmys іsteytіn zhane syrtқy kүshterdің әserіnen zhasalatyn zhұmys esebіnen zhүye Zhylu temperaturasy zhoғary пари tasymaldanatyn toңazytқysh mashinalarda қoldanady.

Dөңgelek процес nәtizhesіnde zhүye bastapқy kүyіne қaytyp keletіndіkten, іshkі energiyasynyң tolyқ өzgerіsі nolge teң. Sondyқtan Да процес dөңgelek ushin termodinamikanyң bіrіnshі bastamasy Q = DU + A (8.36) bolyp zhazylady, yaғni цикъл kezіnde zhasalғan zhұmys syrtan alғan zhyluғa teң Bolado. Degenmenen, dөңgelek процес nәtizhesіnde zhүye zhyludy aluy да mүmkіn zhane syrtқa beruі де mүmkіn, sondyқtan Q = Q 1-Q 2 Bolado. Mұndaғy Q 1 -zhүyenің alғan Zhylu, Q 2 -zhүyenің Bergen Zhylu. Sondyқtan да dөңgelek protsester ushin termiyalyқ paydaly әser koeffitsientі kelesі formulamen esepteledі:

з = A / Q 1 = (Q 1-Q 2) / Q 1 = 1- (Q 2 / Q 1) (8,37)

Kerі baғytta өtkіzuge bolatyn protsestі обиколка baғytta өtkіzgende zhүye қanday kүylerden өtse, kerі baғytta Согндал kүyler tіzbegіnen өtetіn protsestі қaytymdy процес ataydy Dep. Қaytymdy protsesterge тепе-teң protsester zhatady. Осите shartty қanaғattandyrmaytyn, тепе-teң Emesa barlyқ naқty protsester қaytymsyz protsester Bolado. КЕЦ kelgen тепе-teң protsester қaytymdy Bolado.

7. Termodinamikanyң ekіnshі bastamasy. Termodinamikanyң ekіnshі bastamasy Zhylu mashinalarynyң zhұmys іsteu printsipterіn bayқaudan қalyptasty. Sondyқtan оса Zhylu mashinasynyң skhemasyn (21 Suret) қarastyrayyқ. Sonda temperaturasy zhoғary Zhylu kөzіnen БЛП tsiklde alynatyn Zhylu mөlsherі Q 1 zhұmystyқ пари berіlіp zhұmys өndіredі. Al, Zhylu mөlsherіnің БЛП bөlіgі Q 2 suytқyshқa berіlіp otyrady: Q 2 = Q 1 -А. Sөytіp Zhylu dvigatelіnde (қozғaltқysh) өndіrіlgen zhұmys A = Q 1-Q 2. Praktikalyқ tұrғydan қaraғanda өndіrіlgen zhұmys қyzdyrғashtan alynғan Zhylu mөlsherіnің қanday bөlіgі ekenіnің үlken maңyzy бар.

T 1, T 1

Q 1 Q 1

AA

Q 2 Q 2

T 2 T 2

21- 22- Сура Сура

Zhylu mashinasynyң termiyalyқ paydaly әser koeffitsientі ч = 1 Болу ushin Q 2 = 0 Chartier oryndaluy Kereku yaғni berіlgen Zhylu mөlsherіnің kөp bөlіgі zhұmysқa aynalsa, mashinanyң soғұrlym tiіmdі bolatyny anyқ. Sөytіp, Zhylu mashinasy тек қyzdyrғyshtan alғan Zhylu mөlsherі Q 1 arқyly zhұmys өndіrer edі, ал bұl mүmkіn Emesa. Французинът inzhenerі S.Karno 1824 zhyly Zhylu mashinasynyң zhұmys іsteuі ushin mіndettі tүrde temperaturasy әrtүrlі ekі Zhylu kөzі Болу kerektіgі dәleldendі.

Осите pіkіrdі keyіnіrek 1851zh. Клаузиус Thomson damytyp пени, mynanday принцип tүrіnde tұzhyrymdady: nәtizhesі БЛП Zhylu kөzіnen alynғan Zhylu mөlsherі esebіnen тек zhұmys өndіru ғana bolyp tabylatyn periodty protsestі zhүzege asyruғa bolmaydy, yaғni Zhylu kөzіnen zhұmystyң пари berіlgen Zhylu mөlsherі tolyқ zhұmysқa aynalatyn машина Zhasa mүmkіn Emesa. Bұl принцип termodinamikanyң ekіnshі bastamasy atalady Dep. Osydan tuyndaytyn ekіnshі tүrdegі перпетуум мобиле Zhasa mүmkіn Emesa.

Termodinamikanyң ekіnshі bastamasy өtіp zhatқan protsestің baғytyn anyқtaytyndyқtan, energiyanyң БЛП tүrden ekіnshі tүrge auyspaytynyn kөrsetedі.

8. Карно tsiklі. Termodinamikanyң ekіnshі bastamasyna sүyene otyryp, Карно теорема mynanday қorytyp shyғardy: barlyқ periodty tүrde zhұmys іsteytіn Zhylu mashinalarynyң іshіndegі eң tiіmdіsі-қyzdyrғysh пени suytқyshtyң temperaturalary bіrdey zhane paydaly әser әser СЕ-tsientterі zhoғary қaytymdy mashinalar. Olardyң p.ә.k.-I-минуси mashinanyң truktsiyasyna tәueldі Emesa. Карно zerttegen tsiklder өte tiіmdі, әrі үnemdі tұyyқ процес bolyp esepteledі. Bұl цикъл ekі изотерма zhane ekі-адиабатно даден құralatyn қaytymdy tұyyқ процес. Tsikldі zhүzege Asyr ushin, zhұmystyқ Дене termiyalyқ tүrde ұlғayғanda oғan tiіstі mөlsherde Zhylu berіp tұratyn қyzdyrғysh zhane zhұmystyқ Дене izotermiyalyқ tүrde syғylғanda Онан tiіstі mөlsherde Zhylu alatyn suytқysh Болу қazhet. Zhұmystyқ zattyң ұlғayғanda өndіretіn zhұmysy oң, ал syғylғanda өndіretіn zhұmysy terіs Bolado. Zhұmystyқ затягане retіnde идеален gazdyң 1 molіn Alyp, идеален gazғa қatysty Карно tsiklіn қarastyrayyқ (22 Suret). Anyқtama boyynsha Zhylu mashinasynyң p.ә.k.-и з = (Q 1-Q 2) / Q 1 (8.38)

mұndaғy Q 1 -tsikldің іshіnde қyzdyrғyshtan alynatyn Zhylu mөlsherі де, Q 2 -suytқyshқa berіletіn Zhylu mөlsherі.

Izotermiyalyқ protseste идеален gazdyң іshkі energiyasy tұraқty Bolado, sondyқtan zhұmystyқ Дене (газ) 1 2 kүyden kүyge kөshkende, yaғni izotermiyalyқ ұlғayғanda (1-2) oryndaytyn A 1.2 zhұmysyna teң Bolado:

Q 1 = A 1.2 = (m / m ) RT 1 Ln (V 2 / V 1) (8.39)

mұndaғy м -mashinadaғy идеален gazdyң Massassi. Al adiabatalyқ ұlғayuda (8.23), syrtқy Orts Zhylu Алмас bolmay, іstelgen zhұmys A 2.3 іshkі energiyanyң өzgeru esebіnen Платен Bolado: 23 A = - (m / m) C V (T 21) (8.40)

Endі suytқyshқa berіletіn Zhylu mөlsherі Q 2 zhұmystyқ Zatti 3 kүyden 4 kүyge kөshіrgendegі, yaғni izotermiyalyқ syғyluғa zhұmsalatyn A 34 zhұmysқa teң: - Q 2 = A 34 = (m / m) RT 1 Ln (V 3 / V 4) (8.41 )

Eң soңynda adiabatalyқ syғylu protsesі (41) kezіndegі zhұmystyң Shamas:

A 4.1 = - (m / m) C V (T 1 - T 2) = - A 23 (8.42)

Tұyyқ процес kezіnde oryndalғan tolyқ zhұmys:

А Тол = A 12 + A 23 + A + A 3.4 4.1 = Q 1 + A 2, аз - на Q 2 - 2,3 = Q 1 - Въпроси 2

Осите A Тол. 23 surettegі shtrihtalғan

audanғa sәykes keledі. Sөytіp, Карно F

tsiklіnің termiyalyқ p.ә.k. - I (8,37) 1

өrnekke sәykes ч = A / Q 1 = (Q 1 - Q 2) / Q 1 Q + 1

shamasyna teң Bolado. Endі adiabata- DQ = 0 2

lyқ ұlғayu ushin (V 2 / V 3) г - 1 = T 2 / T 1, T 1

қatynasyn paydalanyp adiabatalyқ DQ = 0

syғylu ushin (V 1 / V 4) г - 1 = T 2 / T 1, T 2 кат 4

zhazayyқ. Осите ekі қatynastyң oң 3

zhaқtaғy mүshelerі teң bolғandyқtan, Q 2 (-)

Salt zhaқtary өzara teң, sondyқtan:

(V 2 / V 3) г - 1 = (V 1 / V 4) г - 1 , V 2 / V 1 = V 3 / V 4 (43). 23- Suret

(8.43) қatynasty (8.42) -ge zhane (8.40) пяна (8.41) өrnekterdі (8.37) teңdeuge қoysaқ, p.ә.k.-и:

Н = (2 Q-Q 1) / Q 1 = ((т / т) RT 1 Ln (V 2 / V 1) - (т / т) RT 2 Ln (V 3 / V 4)) / ((М / т) RT 2 Ln (V 2 / V 1)) (44)

Sonymen, идеален gazғa arnalғan Карно tsiklіnің p.ә.k. I-тек пени қyzdyrғysh suytқysh temperaturasyna baylanysty. Karnonyң bұl қarastyrғan обиколка tsiklі идеален tүrdegі Zhylu mashinasy bolyp tabylady. Tolyқ БЛП цикъл өtkende gazdyң өndіretіn zhұmysy: A = Q 1-Q 2 = HQ 1 (8.45)

Әdette қyzdyrғyshtyң temperaturasy suytқyshtyң temperaturasynan әldeқayda kөbіrek Bolsa ғana p.ә.k.-nің mәnі kөp Bolado. Егер T 2 = 0 Bolsa, Фондация за час = 1 Bolado.

Карно tsiklі қaytymdy bolғandyқtan, такива kerіsіnshe zhүrgіzuge де Bolado

(23 Suret). Karnonyң mұnday kerі tsiklі идеален tүrdegі suytқysh машина bolyp tabylady. Onyң beretіn Zhylu mөlsherіn майна формула arқyly eseptep tabuғa Bolado: Q 2 = (1-з) A / ч (8.46)

Sөytіp, Karnonyң tұzhyrymdauynsha termodinamikanyң ekіnshі bastamasy-на bylaysha anyқtama beruge Bolado: eshuaқytta suyғyraқ deneden ysty-ғyraқ пари zhұmys өndіrіlmey Zhylu mөlsherіnің berіluі mүmkіn Emesa.

9. Ентропия. Molekulalardyң қozғalysy kezіnde, olardyң retsіzdіkte-rіn yқtimaldylyқ teoriyasymen sipattau өte tiіmsіz. Sondyқtan bіz н bөlіkten құralғan zhүyenі қarastyrayyқ, olardyң yқtimaldylyқ Сана N 1, N 2, N 3, ..., N п bolsyn. Tolyқ zhүye ushin onyң yқtimaldylyғy

N = N 1 · N 2 · N 3 ·, ..., · N п

Zhүyenі tolyқ sipattau ushin такива tүzetіn bөlіkterіnің yқtimaldylyғynyң kөbeytіndіlerіn Emesa, olardyң қosyndysyn alamyz. Ol ushin Болцман taғayyndaғan Зан boyynsha molekulalardyң zhylulyқ қozғalysynyң retsіzdіk mөlsherіn belgіlі БЛП функция arқyly sipattauғa Bolado: S = kLnN, mұndaғy: N -berіlgen kүydің yқtimaldylyғy, к-Болцман tұraқtysy, S-berіlgen zhүye өzgerіsіn sipattaytyn функциониране ентропия atalady Dep. Tolyқ zhүye ushin, onyң kүyіnің yқtimaldylyғy LNN = LNN LNN 1 + 2 + 3 LNN + ... LNN п. Zhүyenің entropiyasyn bylaysha anyқtaymyz: S = kLnN = kLnN 1 + kLnN 2 + kLnN 3 + ... + kLnN N, S = S 1 + S 2 + S 3 + ... + S п

Егер zhүye kүyіnің өzgerіsі тек қana БЛП әdіspen zhүzege asatyn Bolsa, yқtimaldylyғy Фондация onyң N = 1, entropiyasy S = kLnN = 0 Bolado. Mysalғa KEZ kelgen rettelgen mehanikalyқ қozғalysty aluғa Bolado. Shynynda қatty denenің aynalysy kezіnde onyң barlyқ molekulalary bіrdey bұryshtyқ zhyldamdyқpen қozғalady.

Oқshaulanғan процес zhүyede қaytymsyz kezіnde zhүyenің entropiyasy Artada. Sonymen қatar oқshaulanғan zhүyede protsester ентропия artatyn zhaққa қaray baғyttalady: DS> 0 (8.38)

Derbez zhaғdayda zhүyede өtetіn protsesterdің barlyғy да қaytymdy bolғanda өzgermeydі ентропия DS = 0 (8.39)

қarastyrylyp otyrғan protsester қaytymdy Bolsa, Фондация ентропията өzgermey tұraқty Bolado, ал қaytymsyz protsester ushin ylғi artyp otyrady

DS ³ 0 (8.40)

Bұl Клаузиус teңdeuі atalady Dep. Endі entropiyanyң matematikalyқ өrnegіn zhazu ushin (8.37) teңdeudі tүrlendіrіp zhazayyқ:

(Q 2-Q 1) / Q 1 = (T 1-Т 2) / T 1, 1- (Q 2 / Q 1) = 1-T 2 / T 1 Nemesu Q 2 / Q 1 = T 2 / T 1

Q 1 / T 1 = Q 2 / T 2 = 0, Q 2 mұndaғy zhұmystyқ denenің suytқyshқa beretіn Zhylu mөlsherі bolғandyқtan, terіs сама bolyp esepteledі, sondyқtan:

Q 1 / T 1 + Q 2 / T 2 = 0 (8,41)

Q / T - keltіrіlgen Zhylu mөlsherі atalady Dep. Осите keltіrіlgen Zhylu mөlsherі, protsestegі пари өte Ал mөlsherde berіletіn Bolsa, Фондация onyң mәnі DQ / T Bolado.

КЕЦ kelgen қaytymdy tұyyқ protsester ushin keltіrіlgen Zhylu mөlsherі-nің zhalpy қosyndysy nolge teң Bolado, yaғni неразделна protsestің zhүrіp өtetіn protsestің Gmina Zolynia tәueldі bolmaytyndyғyn kөremіz. sonymen Entre piyanyң өzgerіsіn майна формула arқyly anyқtaymyz Q / T = DS (8.42)

Ентропията да zhүye kүyіn sipattaytyn шаман. Өlshem bіrlіgі- J / (мол · K)

Jaeger-тепе teң zhaғdaydaғy zhүye 1 kүyden 2 kүyge өtetіn Bolsa, Фондация ентропия өzgerіsі (18 Suret):

DS ® 1 2 = на S 2 - S 1 = 1 O 2 DQ / T = 1 O 2 (Du + DA) / T ( 8.43)

yaғni, bұl ayyrma 1 zhane 2 kүylerdің arasynda өtetіn KEZ kelgen қaytymdy protseste zhyludyң keltіrіlgen mөlsherіnің қosyndysyna teң Bolado. Zhoғa-ридание aytylғanday entropiyanyң абсолютна mәnіn anyқtauғa mүmkіndіk zhoқ, Tech 1-zhane 2-Панагюрище entropiyalarynyң (S 2 -S 1) ayyrymyn ғana taғayyndauғa Bolado. Zhoғaryda aytylғan идеален газ ushin іshkі energiyanyң, zhұmystyң formulalaryn zhane (8.43) formulany қoldana otyryp ентропия өzgerіsі-nің formulasyn zhazuғa Bolado:

DS ® 1 2 = S 2 -S 1 = (m / m) (C V Ln (T 2 / T 1) + Rln (V 2 / V 1) (8.44)

Sөytіp, идеален газ entropiyasynyң өzgerіsі ® DS 1 2 1 zhүye kүyden 2 kүyge auysқanda, protsestің өtu tәrtіbіne tәueldі bolmaydy.

Oқshaulanғan zhүye zhaғdayynda ол tұtas alғanda, yaғni adiabatalyқ процес ushin Zhylu almaydy да bermeydі де: DQ = 0, DS = 0, S = Конст

Sonda adiabatalyқ қaytymdy protsester ентропия tұraқty bolғanda ғana өte ALADI. Al izotermiyalyқ protsester kezіnde T 1 = T 0 bolғandyқtan, өzgerіsі ентропия: DS = (m / m) Rln (V 2 / V 1), Ал izohoralyқ (V 1 = V 2) процес ushin ентропия өzgerіsі DS = (m / m) С V Ln (T 2 / T 1)

10. Termodinamikanyң үshіnshі bastamasy. Barlyқ oқshaulanғan zhүyede қaytymsyz protsester өtkende zhүye entropiyasy Artada. Ентропията rettelmegen, retsіz zhүye mөlsherіn kөrsetedі. Entropiyanyң абсолютна mәnderіn anyқtau ushin onyң eң bolmaғanda қanday га БЛП belgіlі kezіndegі абсолютна температура mәnіn bіluіmіz Kerek. Entropiyanyң mұnday mәnіn Нернст ұsynғan termodinamikanyң үshіnshі bastamasy депа atalatyn теорема anyқtap beredі. Нернст температура teoremasy boyynsha на абсолютната нула bolғanda қanday denenің bolmasyn entropiyasy nolge teң. Bұl қaғi-дал bylaysha tүsіndіruge Bolado. Klauziustyң ұyғaruynsha, Егер bүkіl Alem keңіstіgіn oқshaulanғan zhүye депа қarastyryp, oғan termodinamikanyң ekіnshі bastamasyn қoldansaқ, Фондация onyң entropiyasy бар бар өzіnің eң zhoғarғy максимална mәnіne zhetuі Kereku sөytіp barlyқ қozғalys tүrі keleshekte zhyluғa auysyp, barlyқ ystyғyraқ denelerdің temperaturalary suyғyraқ denelerge өtіp, әlemde тепе -teңdіk Панагюрище қalyptasady. Onyң Салда-Рин Alem keңіstіgіndegі barlyқ protsester toқtalyp, zhylulyқ APAT қaupі myAge dedі. XIX ғasyrda aytylғan оса pіkіrdің БЛП kemshіlіgі termodinamikanyң ekіnshі bastamasyn солна kezdegі keybіr oқymystylar (idealister) shegі zhoқ zhane үzdіksіz қozғalysta, damuda bolatyn Alem keңіstіgіne қodanuғa bolmaytynyn tүsіnbedі. Keyіnіrek kөptegen ғalymdar (materialister) XIX ғasyrdyң ayaғy променена XX ғasyrdyң basynda bұl pіkіrdі zhoққa shyғardy.

Baқylau sұraқtar

§ Molekulalardyң erkіndіk dәrezhesі boyynsha energiyanyң teң bөlіnuі turaly Болцман zaңynyң maғynasyn tүsіndіrіңіz.

§ Ideal gazdyң іshkі energiyasy Degen не? Ol қanday parametrlermen anyқtalady?

§ Gazdyң Zhylu syyymdylyғy Degen не?

§ Sutegіnің molyarlyқ Zhylu syyymdylyғynyң temperaturalyқ tәueldіlіgіn қalay tүsіndіruge Bolado?

§ Adiabatalyқ процес. Adiabatalyқ syғylu kezіnde температура қalay өzgeredі?

§ Tұyyқ zhүyenің entropiyasy қanday baғytta өzgeredі?

§ Карно tsiklіn tүsіndіrіңіz.