Лекция Термодинамика және жалпы түсінік. Күй параматрлері. Квазистатистикалық процесстер
Энтропия. П.Ә.К.= =(Q-Q2)/Q1=(T1-T2)/T1 осыдан Q2/Q1=T2/T1 немесе Q1/T1=Q2/T2 (1) 1
жүктеу/скачать 1,53 Mb.
|
325227 (1) (1) (1)
323267
| Энтропия.
П.Ә.К.= =(Q-Q2)/Q1=(T1-T2)/T1 осыдан Q2/Q1=T2/T1 немесе Q1/T1=Q2/T2 (1) 1-ші теңдеуді алатын болсақ Карно машинасында қыздырғыш пен суытқыштың келтірген жылулары бір-біріне тең. Бұл теңдеуді түрлендірсек: Q1/T1-Q2/T2=0 (2) Жылу машинасырың температурасымен оның жылу көзінің температурасы бірдей болса,онда өзара термиялық тепе-теңдікте болып,жүйеде ешбір процесс жүрмейді.Температура айырмасы өте аз санға тең: Жылу ауысуы процесі термиялық тепе-теңдікке өте жақын өтеді.Бұндай процестер квазистикалық процесс деп аталады. Q /Ti= dQ квазис /T=0 (3) Бұл интеграл қайтымды циклдер үшін Клаузиус интегралы деп аталады.Осыдан мынадай қорытынды шығады:Қайтымды циклде келтірілген жылулардың қосындысы 0-ге тең.Мұны квазистикалық процестер үшін екінші заңның беретін анықтамасы деуге болады. Тұйық интеграл 0-ге тең болса,интегралдың астындағы шамаға сәйкес қандай да бір функция болуы тиіс және бұл функция күй функциясы болады.Бұл функцияны S-деп белгілесек (3)-ші теңдеудегі интегралдың астындағы өрнекті S-күй деп белгілесек,оның толық дифференциалы. dS= Q/T бұдан S1-S2= T Энтропия дифференциалды теңдеуден табылады,бұл жерде оны есептеу үшін интегралдың тұрақтысы қажет: Сондықтан термодинамиканың 1және 2-ші заңының көмегімен энтропияның абсолютті мәнін емес,тек оның өзгерісін dS анықтайды.4-ші теңдеудің термодинамиканы онан әрі дамытуда маңызы зор болды. Сөйтіп Клаузиус энтропия деген функцияны ашты,соның нәтижесінде жылу туралы теорияның дұрыс еместігін дәлелдеуді және Карно циклінің П.Ә.К.басқа да жолдармен анықтауға болатынын тапты. Энтропия және термодинамиканың 2-ші заңы. Бірінші заңның негізгі функциясы-ішкі энергия. Оқшауланған жүйелердің ішкі энергиясы өзгермейді. 1-ші заң процестің өту -өтпеуін оның бағытын және шегін көрсетпейді. 2-ші заңның функциясы – энтропия. Энтропия- жүйенің біртекті күй функциясы. Энтропия- жүйе күй функциясы,оның қасиеті, олай болса, энтропияның өзгерісі процестің өту жолына тәуелсіз, тек алғашқы және соңғы күйіне байланысты. Жүйе қасиеті интенсивті және экстенсивті болып екі топқа бөлінеді. Энтропия экстенсивті қасиетке жатады. Жоғарыда көрсетіген теңдеуді яғни dS=dQ/T(1) мұны түрлендірсек: dQқайтымды=TdS (2) Энтропия аддитивті заңдарға бағынады, демек тепе-теңдіктегі жүйенің энтропиясы оның барлық бөліктер энтропиясының қосындысына тең, ал энтропия өзгерісі сол бөліктердің энтропия өзгерістерінің қосындысына тең. (1)-теңдеуді Карно циклінде идеал газ үшін алынған. Термодинамиканың екінші заңын қайтымсыз процестер үшін математика тілінде жазып көрейік. Бір күйден екінші күйге жүйе қайтымды (в) суретте және және қайтымсыз процестер арқылы (а) сурет теңдеуін жазатын болсақ, төмендегі екі теңдеуді аламыз: қайтымсыз=dU+ Ақайтымсыз қайтымды=dU+ Ақайтымды Осы теңдеулерді бір-бірінен шегергенде: қайтымсыз- қайтымды= Aқайтымсыз- Aқайтымды Бұл теңдік айналмалы процесс үшін орындалады, өрнек нольге тең, немесе нольден үлкен не кіші болуы мүмкін. dS>( Qқайтымсыз)/Т, немесе ТdS> Qқайтымсыз немесе Qқайтымсыз/Т<0; Осы теңдеулер екінші заңның қайтымсыз процестерін сипаттайды. Қайтымсыз процестер үшін 2-ші заңды энтропияның болуы мен оның өсуі деп аталады. dS>0 теңдеуі оқшауланған жүйеде қайтымсыз процестер өткенде оның энтропиясы өседі, қайтымды және қайтымсыз процестерді біріктіріп қарастырсақ,термодинамиканың 2-ші заңы былай жазылады: dS Q/T немесе TdS Q TdS dU+ A- бұл термодинамиканың 1-ші, 2-ші заңының жалпы теңдеуі. Адиабаталық процесте жүйеге сырттан жылу берілмейді, яғни , TdS=0, демек S=const, мұндай процесті изоэнтропиялық процесс деп атайды. жүктеу/скачать 1,53 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|