Лекция Термодинамика және жалпы түсінік. Күй параматрлері. Квазистатистикалық процесстер
Қайтымды және қайтымсыз процестер
жүктеу/скачать 1,53 Mb.
|
325227 (1) (1) (1)
323267
| Қайтымды және қайтымсыз процестер
Термодинамиканың екінші заңы процестердің қайтымды және қайтымсыз болуымен байланысты. Қайтымды процесс деп-тура және кері бағытта өтетін процесті айтады.Қайтымды процесс кезінде айналадағы ортада ешқандай өзгерістер байқалмайды. Қайтымды процесс ретінде математикалық идеал маятниктің тербелуін қарастыруға болады.Маятник тербелгенде үйкеліс т.б. күштер әсер етпейді.Ал реал маятниктің тербелуі қайтымсыз,себебі әрбір қозғалыста оның энергиясының бір бөлігі үйкеліс күшіне қарсы жұмсалып, қозғалыс баяулап бір уақытта маятник тоқтайды. Термодинамиканың екінші заңы бойынша мехарикалық жұмыстың жылуға айналуы әрқашан қайтымсыз процесс болады. Қайтымсыз процестер өте көп.Мысалы,ыстық,жылы денеден жылудың суық денеге ауысуы,тез өтетін химиялық реакциялар т.б. Қайтымсыз процестердің барысында жүйе тепе-теңдік күйге ұмтылып,бұл күйге жеткенде процесс тоқтайды. Жүйені тепе-теңдік күйден шексіз аз ауытқытатын процесті квазистатикалық процесс деп атайды. Газдың көлемі квазистатикалық жағдайда ұлғаяды, бұл кезде поршень мен оның күй функциясы болып табылады.Жүйенің күй функциясы процестің өту жолына тәелсіз. Осыдан бастапқы және соңғы күйлері бірдей екі процестің параметрлері де бірдей. Екі қайтымды және қайтымсыз процестің алғашқы және соңғы күйі бірдей болса, олардың күй функциялары да бірдей болады. Сонымен қайтымсыз процестерді қайтымды процестердің заңына сүйене отырып зерттеуге болады. Карно принципі бойынша жылу машинасы жұмыс жасауы үшін жылу көзі кемінде екеу болуға тиісті; бірі-қыздырғыш, екіншісі-суытқыш. Жылу қозғалтқышының жұмысы міндетті түрде циклді болуы керек.Адиабатты процесте жүйеге жылу сырттан берілмейді, ішкі энергиясы есебінен жұмыс істейді.Мұнда ішкі энергия азаяды: A=cv (T2-T1), T1>T2 болғандықтан A=-cv(T1-T2) Жылу машинаның П.Ә.К. жұмсалған жылудың қандай бөлігі пайдалы жұмысты беретіндігін көрсетеді: П.Ә.К.= ; Q1-қыздырғыштан алынған жылу; Q2-суытқышқа берілген жылу; А-жүйеден алынған жұмыс; Q-жүйеге берілген жылу; Осы теңдеу бойынша жылу қозғалтқыштардың П.Ә.К.қыздырғышпен суытқыштың температурасының айырымына байланысты.Бұл айырымның үлкендігіне бйланысты П.Ә.К.өседі.Яғни жылу қозғалтқыштың тиімділігі қыздырғышпен суытқыштың температурасына тәуелді,бірақ жылу қозғалтқыштың П.Ә.К.үнемі бірден кем. Карноның кері цикл жүйесінде 4 түрлі процесс өтті, тек олардың бағыты тура циклдегі процестерге қарама- қарсы. Q1 мен Q2 айырмасы (Q1-Q2) сырттан жұмсалған жұмыс әсерінен туады. Сөйтіп жылу суық денеден ыстық денеге ауысты, бірақ бұл процесс өздігінен жүрмей сыртқы жұмыстың нәтижесінде жүреді. Карноның тура цикліндегі пайдалы процестен кейін жылудың бір бөлігінің жұмысқа айналуы, ал қатар өтетін пайдасыз процесс (компенсация) –жылудың қалған бөлігінің суытқышқа берілуі болады. Карноның кері цикліндегі пайдалы процесс –жылу алынуы, ал сырттан жүйеге жұмыс жұмсалынуы мұздатқыштың жұмысына негізделген. Карно циклінде жұмыскер дене ретінде идеал газ қарастырылғандықтан, ондағы процестердің бәрі идеал жағдайда өтеді: Бұдан шығатын қорытынды: П.Ә.К 1-ден кем, ал реал жүйелерде П.Ә.К одан да кіші болуға тиіс, себебі реал процестерде жылу қосымша кедергілерге, мысалы, үйкеліске қарсы жұмсалады. Карно циклінде өтетін процесс қайтымды, ал оның жұмысы максимал. жүктеу/скачать 1,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|