Лекциялар жинағы Физика 1 бөлімі бойынша 050704 мамандығының қазақ бөлімінде сырттай оқитын студенттерге арналған
жүктеу/скачать 2,93 Mb.
|
Лекция Физика 1-каз
- Бұл бет үшін навигация:
- Клаузиус теңсіздігі
- Термодинамиканың екінші бастамасының кейбір тұжырымдамалары
- Термодинамиканың үшінші бастамасы (Нернст теоремасы)
- 9.5 Жылу және суытқыш машиналар
9.4 Энтропия. Жылулық қозғалтқыштар. Процестің шексіз кішкентай бөлігіндегі денеге берілетін келтірілген жылу мөлшері Q -ға тең. T Кез келген қайтымды дөңгелек процесс кезінде денеге берілетін келтірілген жылу мөлшері нолге тең TQ 0 Интегралдың нолге тең болуы кейбір Q функцияның толық дифференциал T екенін қөрсетеді. Яғни сол функция тек жүйенің күйімен ғана анықталадыда жүйе сол күйге келген жолға тәуелсіз болады. Q dS , T мұндағы S күй функциясы энтропия деп аталады. Қайтымды процестер үшін энтропияның өзгерісі: S 0 . Қайтымсыз процестер үшін жүйенің энтропиясы өсіп отырады: S>0. Бұл өрнектер тек тұйық жүйелер үшін орындалады. Жүйе сыртқы ортамен жылу алмасатын болса, онда оның энтропиясы кез келген жолмен өзгереді. Клаузиус теңсіздігі: тұйық жүйенің энтропиясы немесе өседі (қайтымсыз процестер үшін), немесе тұрақты болып қалады (қайтымды процестер үшін). S 0 . Егер жүйе 1-ші күйден 2-ші күйге қайтымды процесс жасай ауысатын болса, онда энтропияның өзгерісі:
Бұл формула көмегімен энтропияны аддитивті тұрақтыға дейінгі дәлдікпен анықтауға болады. Энтропияның өзінің физикалық мағынасы жоқ, физикалық мағына тек энтропияның айырмасында болады.
Изохорлық процесте: S1 2 m CV ln T2 M T1 Энтропия аддитивтік қасиетке ие болады: жүйенің энтропиясы, жүйеге кіретін денелер энтропияларының қосындысына тең. Энтропия жүйе күйінің термодинамикалық ықтималдылығымен байланысқан. Жүйе күйінің термодинамикалық W ықтималдылығы деп берілген макрокүйді жүзеге асыратын микрокүйлердің санын атайды. 1 . Больцман теңдеуіне сәйкес: S k lnW Энтропия жүйенің ретсіздінің өлшемі. Термодинамиканың екінші бастамасының кейбір тұжырымдамалары Тұйық жүйелерде өтетін қайтымсыз процестерде жүйенің энтропиясы ұлғаяды. 2. Нәтижесі тек қыздырғыштан алынған жылуды оған эквивалентті жұмысқа түрлендіруде ғана болатын дөңгелек процестің өтуі мүмкін емес (Кельвин). Нәтижесі тек салқын денеден ыстық денеге жылудың берілуінде ғана болатын процестің өтуі мүмкін емес (Клаузиус). Термодинамиканың үшінші бастамасы (Нернст теоремасы): Температура нөлге ұмытылғанда барлық денелердің энтропиясыда нөлге ұмытылады: limS 0 0 9.5 Жылу және суытқыш машиналар Жылуды механикалық жұмысқа айналдыру үшін оны ұлғая алатын денеге беру керек. Сонда жұмыс мынаған тең болады: dA Q dU Ең үлкен жұмыс изотермиялық процесте алынады, себебі ішкі энергия өзгермейді: dA Q Бірақ техникада жылудың механикалық жұмысқа түрленуінің осы сияқты бірлік процесі қызығушылық тудырмайды. Жылуды жұмысқа түрлендіретін нақты құрылғылар (бу машинасы, іштен жану двигательдер және т.с.с.) циклды түрде жұмыс істейді, яғни оларда болатын процестер периодты қайталанып отырады. Басқаша айтқанда, жүйе дөңгелек процесс жасауға тиісті. (сурет). Цикл ішіндегі атқарылатын жұмыс тұйық қисықпен шектелген ауданға тең. Кельвин принципі: кейбір денеден тартып алынған жылуды механикалық жұмысқа түрлендіретін және сол кезде басқа денелерде ешқандай өзгерістерді тудырмайтын циклдық процесті жүргізу мүмкін емес. Сөйтіп, жылу двигателі жұмыс істеу үшін суытқыш қажет (үшінші дене). Энергияның сақталу заңына сәйкес двигательдің атқаратын жұмысы мынаған тең: A Q1 Q2 
Двигательдің атқаратын A жұмысының, қыздырғыштан алатын Q1 (сурет) жылу мөлшеріне қатынасын жылу двигателінің пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) деп атайды: AQ1Q21Q2
жүктеу/скачать 2,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||