Бағдарламасы студенттері үшін шымкент, 2023 2
жүктеу/скачать 4,58 Mb. Pdf көрінісі
|
1o8jpdncqJpB9LArsctL2Ms8POaKSemXzuEP9c14
| Бірінші теорема.
Жұмыскер дене ретінде идеал газды қолданатын жылу машинасымен қатар тағы бір машина қарастырайық. Бұл машинада жұмыскер дене ретінде идеал газ емес, басқа бір зат, мысалы, бу не сұйық зат алынсын. Екі машинаның да жылу көзі мен суытқышы ортақ және температура аралығы бірдей: Т 1 –ден Т 2 дейін өзгереді. Бірінші машина жылу көзінен Q 1 жылу алып суытқышқа Q 2 жылу берсін. Жасалатын жұмысы А 1 =Q 1 -Q 2 , ал 1 =(Q 1 -Q 2 )/Q 1 =(T 1 -T 2 )/T 1 . Екінші машинаның жылу көзінен алатын жылуы біріншісінің алатын жылуына Q 1 тең дейік. Егер екінші машинаның өндірген жұмысы А ’ бірінші машинаның жұмысына А 1 тең болса (А ’ =А 1 ), бұл екі машинаның п.ә.к. бірдей болғаны ( 1 = ’ ). Суытқышқа беретін жылулары да бірдей (Q ’ 2 = Q 2 ). Клаузиус бірінші теореманы ұсынарда мынадай жорамалдау жасады. Екі машитнаның п.ә.к. бірдей емес ( 1 > ’ ), онда А 1 > А ’ , демек, бірінші машинада жылудың көбірек мөлшері жұмысқа айналады, суытқышқа азырақ мөлшері ауысады (Q 2 ). Енді бірінші машинада жасалған жұмысты кері циклмен жұмыс істейтін екінші машинаға жұмсайық. Бұл жағдайда екінші машинаның жұмыскер денесі Т 2 температурада көлемін ұлғайтып суытқыштан Q 2 жылуды алады, ал Т 1 температурада керісінше көлемі сығылып жылу көзіне Q 1 жылуды береді. Сөйтіп бірінші машина қыздырғыш ретінде, ал екінші 34 машина мұздатқыш ретінде жұмыс істейді. Мұздатқыш машинасы әрбір циклде А ’ жұмысты пайдаланып Q ’ жылуды суық денеден ыстық денеге ауыстырады. Бұл ыстық дене бірінші машина үшін жылу көзі болады да, оған Q 2 жылудың үстіне тағы да қосымша жылу береді. Толық бір циклде оның жылуы Q ’ 1 = Q 1 болады. 1-суретте осы машиналардың жұмыс схемасы келтірілген. Бірінші машинаның жұмысы екінші машинаның жұмысынан көп деп жорамалдайық (А>А ’ ). Сонда екі машинадан бір циклде жасалған жалпы жұмыстың таңбасы оң болады (А 1 -А ’ ) >0, суытқыштан алынған жылу бұл жұмысқа эквивалентті, суытқыш бірінші машинадан Q 2 жылуды алса, екінші машинаға жылуды береді. A=Q 1 -Q 2 , A ’ =Q ’ 1 -Q ’ 2 , Q 1 =Q ’ 1 , сондықтан Q ’ 2 -Q=A-A ’ . Жылу көзінің күйі өзгермейді, себебі ол бірінші машинаға қанша жылу берсе, екінші машинадан сонша жылуды алады. T 1 Q 1 Q ’ 1 I II A 1 A ’ T 2 Q 2 Q ’ 2 Сурет 1. Қорытып айтқанда бұл жүйеде жылудың жұмысқа айналуы ешқандай компенсациясыз жүріп тұр. Осыдан Карно машинасының жұбы екінші текті перпетуум- мобиле беретінін көреміз. Демек 1 2 деген жорамалымыз дұрыс емес, ол термодинамиканың екінші заңына қайшы келеді. Егер, керісінше 1 ’ деп жорамалдасақ, онда жоғарыдағыдай қос машинадан тұратын жүйені құрып, идеал газбен жұмыс істейтін машинаны суытқыш ретінде алсақ, тағы да екінші заңға қайшы келетін қорытынды шығады. Осыдан Клаузиустың бірінші теоремасы шығады: жүктеу/скачать 4,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|