Карно теоремасы.
Карноның кері циклының термиялық п.ә.к. шығару кезінде тек қана идеал газға дұрыс қатынастар қолданылды. Сондықтан, Карно циклы туралы
айтылғандардың бәрін кез-келген реал газдарға және буларға тарату үшін, оның термиялық п.ә.к. көмегімен цикл жүретін заттың қасиеттеріне тәуелді емес екендігін дәлелдеу қажет. Бұл Карно теоремасының маңызы.
Бұл теореманы дәлелдеу үшін, Карноның кері циклы бойынша екі машина әр түрлі жұмыс денелерімен жұмыс істейді дейік (10 сурет). Бірінші машинадағы І жұмыс денесі – идеал газ, ал екіншіде ІІ – бу. Екі машинада да
жылубергіш пен жылуқабылдағыш бар. Газ бен бу машиналары q1
жылуын
алсын, ал жылуқабылдағышқа: газдық – q2 , ал булық – q' 2 жылуды береді дейік.
сурет. Карноның қайтымды цикліндегі екі машинаның жұмысы
Бұл машиналардың п.ә.к.: t
(q1 q2 )lq1
және 't (q1 q'2 )lq1 . Олар бірдей
болады, егер
q2 q'2
және әртүрлі болады, егер
q2 q'2 болса. Карно теоремасы
қарсы нәтижені дәлелдейді. Айтайық,
q'2 q2 , онда
't , яғни бу машинасы
үлкен оң жұмыс атқарады. Осының болуы мүмкін еместігін дәлелдейік. Екі машинаны да ортақ білікке отырғызамыз және бу машинасын тура цикл бойынша 1-2-3-4-1, ал газды машинаны кері циклмен 1-4-3-2-1 жұмыс
істетеміз. Бу машинасы q1
жылуды алып,
q'2
жылуын береді. Оң жұмыс l'
циклда 12341 ауданымен кескінделеді және l' q1 q2 тең.
Газды машина Карноның кері циклын атқарады. Ол q2 жылуын
жылуқабылдағыштан алады және l жұмысын жұмсайды. Цикл аяқталғанда
жылу көзі q1
жылуын алады. Жұмсалған жұмыс l тең болады:
l q1 q2 . Екі
машинаның жұмысы нәтижесінде алғашындағы шартты
q'2 q2
ескерсе, жұмыс:
l'l (q1 q'2 ) (q1 q2 ) q2 q'2 0 болады. Екі машинаның жұмысы нәтижесінде
келесі өзгерістер байқалады: жылубергіш q1 жылуын берді және алды,
жылуқабылдағыш q2
жылуын берді де, ал
q'2
жылуын алды немесе
q2 q'2
жылуын жоғалтты, ол жылу оң жұмыс атқаруға жұмсалды. Бұл кезде жүйеде де, қоршаған ортада да ешқандай өзгеріс болған жоқ.
Осының нәтижесінде екінші текті мәңгі қозғалтқыш алынды, бұл
термодинамиканың екінші заңына қарама-қайшы. Осыдан
q'2 q2
деген болжау
дұрыс емес. Осындай нәтиже
q'2 q2
деп алғанда да қайталанады. Сондықтан,
бір ғана мүмкін нұсқа қалады ол:
q'2 q2 , ал бұл
't t
тең екенін көрсетеді,
яғни Карноның қайтымды циклінің термиялық п.ә.к. шынында жұмысшы
дененің қасиетіне тәуелді емес және жылубергіш пен жылуқабылдағыштың температураларының функциясы болады.
Достарыңызбен бөлісу: | 
