Классикалық (феноменологиялық) термодинамикада энергияның әр түрінің өзара түрлену заңдары оқылады. Техникалық термодинамика жылу мен жұмыстың өзара түрлену заңдылықтарын қарастырады
І ТАРАУ ТЕХНИКАЛЫҚ ТЕРМОДИНАМИКА ПӘНІ МЕН ОНЫҢ МІНДЕТТЕРІ
жүктеу/скачать 1,72 Mb.
|
Классикалы (феноменологиялы ) термодинамикада энергияны р т р
І ТАРАУ ТЕХНИКАЛЫҚ ТЕРМОДИНАМИКА ПӘНІ МЕН ОНЫҢ МІНДЕТТЕРІТехникалық термодинамиканың негізгі ұғымдарыТермодинамика теориялық физиканың бір тарауы бола тұрып, жаратылыстанудың да бір үлкен бөлімі болып саналады. Ол табиғатта болатын химиялық, механикалық және физика-химиялық құбылыстардың бөліктерін қамтиды да, энергияның өзара өзгерісін зерттейді. Термодинамика қазіргі кезеңде үш бөлімге бөлінеді: Жалпы термодинамика немесе физикалық термодинамика. Қатты, сұйық және газ тәріздес денелердегі энергияның түрленуін, әр түрлі дененің сәулеленуін, магниттік және электр құбылыстары процестерін зерттейді, сонымен қатар термодинамикалық шамалардың арасындағы математикалық байланысты белгілейді. Химиялық термодинамика – жалпы термодинамика заңдары негізінде химиялық жылулықты, физика-химиялық процестерді, тепе-теңдік пен сыртқы жағдайлардың тепе-теңдікке әсерін зерттейді. Техникалық термодинамика – жылудың жұмысқа өзара түрленуінің заңдылықтарын қарастырады. Ол жылу және мұздатқыш машиналарда жүретін жылулық, механикалық және химиялық процестер арасындағы өзара байланысты орнықтырады, газ бен буда өтетін процестерді, сондай-ақ әртүрлі физикалық жағдайлар кезіндегі осы денелердің қасиеттерін зерттейді. Термодинамика негізгі екі заңға жүгінеді, оны термодинамиканың бастаулары деп атайды. Термодинамиканың бірінші бастауы – табиғаттың жалпылама заңының жылулық құбылыстарының қосымшасы – энергияның түрлену және сақталу заңын көрсетеді. Термодинамиканың екінші бастауы – бөлшектердің көп мөлшерінен тұратын жүйелердегі макроскопиялық процестердің бағыты мен олардың жүзеге асу шарттарын анықтайды. Сондықтан, термодинамиканың екінші бастауы шектеулі қолданылады. ХХ ғасырдың басында термодинамиканың екі бастауы, Нернсттің жылулық теоремасы деп аталып, тағы бір тәжірибелік ережемен толықтырылды. Өте төменгі температураларда дененің қасиеттерін анықтауға мүмкіндік беретін бұл теорема, негізінен химиялық термодинамикада пайдаланылады және шектеулі қолданыста болады. Техникалық термодинамика өткен ғасырдың 20-шы жылдары дами бастады, осындай салыстырмалы жастығына қарамастан, қазіргі кезде физикалық және техникалық пәндер арасында алдыңғы орындардың біріне ие бола алады. Теориялық тұрғыдан, техникалық термодинамика энергия туралы ғылымның жалпы бөлімі, ал қолданбалы тұрғыда – жылулық қозғалтқыштарда өтетін процестерді зерттейтін бүкіл жылутехниканың теориялық іргетасын көрсетеді. Термодинамикада зерттеудің екі әдісі қолданылады: айналымды процестер әдісі және термодинамикалық функциялар мен геометриялық құру әдісі. Соңғы әдісті Гиббс әзірлеп, өзінің классикалық жұмыстарында баяндады. Осы әдіс соңғы кездерде кеңінен таралды. ХVIІІ ғасырдың екінші жартысының басында өте маңызды техникалық мәселе шешілді – өнеркәсіп пен көлік үшін әмбебап жылу қозғалтқышы жасалды. Алғашқы бу машинасын орыс инженері И.И. Ползунов ойлап тапты. Ол оның өзі дүниеден өткеннен соң 1766 жылы, яғни Джемс Уаттың бу машинасы жасалғанға дейін 20 жыл бұрын құрылған еді. И.И. Ползунов әлемдегі бірінші бу машинасын ғана емес, сонымен қатар осы машинаға арналған бөлгіш құрылғыны да ойлап тапты және бу қазанының автоматты қоректендіргішін алғаш рет жасады. ХІХ ғасырдың 50-ші жылдарына дейін жылу ерекше, салмақсыз, жойылмайтын және құрылмайтын зат – жылутек ретінде қарастырылды. Бұл теорияны жоққа шығарушылардың біріншісі М.В. Ломоносов болды. Ол өзінің 1744 жылы жазған «Размышление о причине теплоты и холода» атты диссертациясында, жылудың өз материясының ішкі қозғалысынан және от пен жылу денедегі бөлшектердің айналымды қозғалысынан тұратыны туралы жазды. Сол арқылы М.В. Ломоносов жылудың механикалық теориясының негізін қалады. Техникалық термодинамика, жылудың механикалық жұмысқа және механикалық жұмыстың жылуға түрленуіне негізгі заңдарды қолдана отырып, жылулық қозғалтқыштар теориясын әзірлеуге, оларда өтетін процестерді зерттеуге және әрбір тип үшін олардың үнемділігін айқындауға мүмкіндік береді. Бұл жүйеде келесі бірліктер негізгі ретінде қабылданған: ұзындық бірлігі – метр (м), масса бірлігі – килограмм (кг), уақыт бірлігі – секунд (сек), термодинамикалық температура – градус Кельвин (оК). Басқа бірліктердің барлығы негізгінің туынды бірліктері болады. Табиғатта энергия отын, су, жел, күн энергиясы және ядролық энергия түрінде қамтамасыз етілген. Табиғи ресурстарды қолдана отырып, энергияны нақты мақсатқа қолайлы түрде алуға тырысады. Мысалы, отынды жаққанда, ең бастысы, денелерді қыздыруға жұмсалатын жылу энергиясы алынады. Станоктарды, машиналарды, автомобильдерді, ұшақтарды және т.б. қозғалысқа келтіру үшін механикалық энергия қажет. Оны отын жанған кезде бөлінетін жылуды механикалық энергияға айналдыратын қозғалғалтқыштардан алады. Энергия мөлшерінің бірлігі ретінде (оның ішінде жылу мен жұмыстың) күш бағыты мен күш түскен нүктелердің тоқайласуы кезіндегі 1 м ұзақтықтағы жүктеу/скачать 1,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|