Классикалық (феноменологиялық) термодинамикада энергияның әр түрінің өзара түрлену заңдары оқылады. Техникалық термодинамика жылу мен жұмыстың өзара түрлену заңдылықтарын қарастырады
жүктеу/скачать 1,72 Mb.
|
Классикалы (феноменологиялы ) термодинамикада энергияны р т р
Жылу және жұмысТәжірибелердің көрсетуі бойынша, термодинамикалық процестің өтуі кезінде осы процеске қатысатын денелер өзара энергиямен алмасады. Соның нәтижесінде бір дененің энергиясы көбейеді, ал екіншісінікі – азаяды. Энергияның процесте бір денеден екіншісіне берілуі екі әдіспен жүреді. Энергия берілуінің бірінші әдісі әртүрлі температурадағы денелердің бір- бірімен жанасуы кезінде, жанасатын денелердің молекулаларының арасында кинетикалық энергиямен алмасу жолымен немесе сәулеленетін денелердің ішкі энергиясының сәулелі тасымалдануы электромагниттік толқын арқылы берілуімен жүзеге асады. Бұл кезде энергия қатты қызған денеден жай қызған денеге ауысады, яғни молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы үлкен денеден молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы аз денеге ауысады. Бірінші әдіс бойынша бір денеден екінші денеге берілетін энергия мөлшері жылу мөлшері деп, ал бұл әдіс энергияның жылу нысанында берілуі деп аталады. Жылу нысанында денемен алынған энергия мөлшері, ары қарай келтірілген (қосылған) жылу деп, ал жылу нысанында денемен берілген энергия мөлшері – әкетілген (алынған) жылу деп аталады. Жылу, энергия сияқты джоуль немесе килоджоуль арқылы өлшенеді. Кез келген жылудың мөлшерін Q-мен, ал меншікті жылу мөлшерін (1 кг жатқызылған) qдеп белгілейді. Келтірілген жылу оң деп, ал әкетілген жылу теріс деп есептеледі. Энергияның берілуінің екінші әдісі күш өрістерінің немесе сыртқы қысымның болуына байланысты. Бұл әдіс бойынша, энергияның берілуі үшін дене күштер өрісінде қозғалуы керек, әйтпесе сыртқы қысымның әсерінен өзінің көлемін өзгертуі қажет. Басқаша айтқанда, бұл кездегі энергияның берілуі барлық дененің немесе оның бір бөлігінің кеңістікте орын ауыстыруы жағдайында өтеді. Бұл әдіс энергияның жұмыс нысанында берілуі деп, ал берілген энергияның мөлшері жұмыс деп аталады. Жұмыс түрінде алған дененің энергия мөлшерін денеге жасалған жұмыс деп, ал жұмыс түрінде берілген энергияны дененің жұмсаған жұмысы деп атайды. Жұмыс джоульмен және килоджоульмен көрсетіледі. Дене жұмсаған жұмыс оң, ал денеге жұмсалған жұмыс теріс деп саналады. Жұмыс түрінде берілген энергияның еркін мөлшерін L, ал меншікті энергияны деп белгілейді. Жалпы алғанда, энергияның жылу нысанында және жұмыс нысанында берілуі бір уақытта жүре алады. Жылу мен жұмыс бір денеден екінші денеге қозғалыстың берілісінің екі түрлі күйін сандық және сапалық жағынан сипаттайды. Жұмыс энергияның макрофизикалық түрде берілуін көрсетеді, ал жылу микрофизикалық процестердің жиынтығы болып есептеледі, өйткені энергия- ның бұл әдіспен берілуі дененің көрінбейтін қозғалысының молекулярлық деңгейінде өтеді. Денеге қабылданған жылу мөлшері және денемен істелген жұмыс дененің бастапқы күйінен соңғы күйіне өту жағдайына байланысты, яғни процестің түріне тәуелді болады. «Жылу және жұмыс» ұғымы тек өтетін термодинамикалық процеске байланысты пайда болады. Егер процесс болмаса, онда жылу да, жұмыс та болмайды. Сондықтан, қандайда бір денедегі жылу және жұмыс қоры туралы айтуға да болмайды. Бұдан шығатын қорытынды: элементарлы жұмыс dL пен элементарлы жылу dQ күй параметрлерінің толық дифференциалы бола алмайды және оларды жылу мен жұмыс мөлшерінің үстелуі деп атауға болмайды. dQ мен dL – дің мәндері элементарлы процестерге қатысатын жұмыс пен жылудың шексіз аз
Көрсетілген осы екі интеграл тек 1-2 күйлердің арасында жеке белгі берілген кезде, онда процестің жүру жағдайы көрсетілгенде ғана алынады. Сондықтан, интегралданғанда мына түрде ғана белгілеу керек: dQ = Q1-2 (11) dL =L1-2 (12) Сонымен, термодинамикалық процесте жылу мен жұмыс күйлерінің өзгеруі бір денеден екінші денеге энергияның берілуінің екі мүмкіндікті әдісі болып табылады. жүктеу/скачать 1,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|