Сабақтың тақырыбы: Табиғаттағы процестердің қайтымсыздығы. Термодинамиканың екінші бастамасы туралы түсінік

Карно машинасындағы жұмыс атқарушы дене, өз күйiнiң өзгеру циклiн периодты түрде қайталап тұратын, идеалды газ болып табылады. Бұл цикл Карно циклi деген атақ алды, осыған ұқсас процесстер айналмалы немесе циклдық процесстер деп аталады.

3.9 - сурет

3.10 - сурет

Егер айналмалы процесс сағат тiлi бойынша жүретiн болса (3.11-сурет), онда жұмыс оң болады және цикл- тура цикл деп аталады.

Егер айналмалы процесс сағат тiлiне қарсы жүретiн болса (3.12-сурет), онда жұмыс терiс болады , ал цикл- керi цикл деп аталады.

Жылу двигателiнiң пайдалы әсер коэффициентi (ПӘК)- η деп тура циклдық процесс кезiндегi жұмыс атқарушы дененiң жасаған жұмысы Aұ-тың қыздырғыштан алынған жылу мөлшерiне қатынасын айтады:

3.11-сурет

3.12-сурет

Жылу двигателiнiң ПӘК-i қыздырғыштың Т1 және тоңазтқыштың Т2 температураларының айырымына тура пропорционал.

Карноның идеалды жылу машинасының ПӘК –i мынадай мәнге ие:

(3.9)

Карно дәлелдеп бергенiндей, осы формуланың мәнi мынада: кез келген нақты жылу машинасының ПӘК-i, идеалды жылу машинасының ПӘК – iнен артық болмайды.

1698ж-анг.Т.Севери

1707 ж-фр.Д.Папен. Бу машиналары 1763ж-орыс И.И.Ползунов. 1774ж.-анг.Дж.Уатт

1860ж.-фр.Ленуар. 1876ж.-неміс Н.Отто. ІЖҚ1889ж.-швед К.Лаваль- бу турбинасы.

Есептер шығарту

• 
  Жылу қозғалтқыштардың құрылысы, жұмыс істеу принципі, дөңгелек цикл, тура, кері цикл, жылу қозғалтқыштарының ПӘК-і, тоңазытқыш машиналар дың құрылысы, жұмыс істеу принципі, Карноның идеал жылу машинасы, Карно циклі, жылу машинларының проблемалары мен даму болашағы туралы түсінік беру.
  
• 
  Оқушылардың өз бетімен ғылым ой қорытындыларын жасай білуге жетелеу.
  
• 
  Оқушылардың ғылыми дүниетанымын қалыптастыру, жауапкершілікке, тиянақтылыққа, еңбекқорлыққа тәрбиелеу. Экологиялық тәрбие беру.
  

• 
  Неліктен заттың қайсыбір мөлшерінің жылу сыйымдылығы онда өтіп жатқан процеске тәуелді?
  
• 
  Неліктен тұрақты қысым кезіндегі жылусыйымдылықтың әрқашан тұрақты көлем кезіндегі жылусыйымдылықтан артық болатынын түсіндіріңдер.
  
• 
  Изотермалық процесс кезіндегі, адиабаталық процесс кезіндегі жылу сыйымдылықтардың мәні неге тең?
  
• 
  Идеал газдың бір ғана массасын бірінші ретте тұрақты қысымда, екінші ретте тұрақты көлемде 10С-қа қыздырды. Қай жағдайда жылу мөлшері көбірек болады?
  
• 
  Адиабаталық ұлғаю кезінде идеал газдың температурасы қалай өзгереді?
  
• 
  Адиабаталық оқшауланған газ теріс жұмыс атақарсын. Осы кезде оның ішкі энергиясы қалай өзгереді? Жүйеге берілген жылу мөлшері әрқашан оның температурасын арттыра ма? Неліктен?
  

Жылу қозғалтқыштары деп  отынның ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыратын қозғалтқыштарды айтады.

 Дөңгелек цикл деп термодинамикалық жүйенің бірқатар аралық күйлерді өтіп, бастапқы күйге қайтып оралатын процесті айтады.

1. 
   Қайтымды .
   
2. 
   Қайтымсыз.
   

Қайтымсыз процесс дегеніміз –жүйені бастапқы күйге қоршаған ортада ешқандай өзгеріс тудырмай алып келуге мүмкіндік беретін процесс.

Суретте дөңгелек процесс қарастырылған.

 

Жүйенің АСВ бойымен ұлғаю процесі үшін термодинамиканың І заңын қолданамыз: Q1=UB-UA+A1, А1>0, себебі жүйенің өзі жұмыс атқарады.

ВДА бойымен сығылу процесі үшін термодинамиканың І заңы: Q2=UА-UВ-A2, А2<0, себебі жұмыс сыртқы денемен атқарылады.

А-циклдің жұмысы, ол АВСDФ тұзағының ауданына тең.

Салқындатқыш деп жұмыстық дененің сығылуы кезінде жылу беретін дене аталады.

Барлық тоңазытқыш техникалардыңжұмысы негізделген кері циклді қарастырайық:

АСВ бойымен ұлғаю процесі үшін термиодинамиканың І заңы:

Q1=UB-UA+A1,

ВDА бойымен сығылу процесі үшін термодинамиканың І заңы:

-Q2=UА-UВ-A2,

1. 
   Қорытындылау.