Тақырыбы: Термодинамиканың алғашқы бастамасы. Дәріс жоспары
жүктеу/скачать 0,5 Mb.
|
презентация лек 2
| Энтальпия
Энтальпия(грек тілінен. энтальпо- I қызу) заттың жылуға айналуы мүмкін энергия мөлшерін көрсететін қасиеті. Энтальпиязаттың молекулалық құрылымында жинақталған энергия деңгейін көрсететін термодинамикалық қасиеті. Бұл зат температура мен қысымға негізделген энергияға ие болғанымен, оның барлығын жылуға айналдыру мүмкін емес дегенді білдіреді. Ішкі энергияның бір бөлігі әрқашан затта қалады және оның молекулалық құрылымын сақтайды. Заттың кинетикалық энергиясының бір бөлігі оның температурасы қоршаған орта температурасына жақындаған кезде болмайды. Демек, энтальпия- берілген температура мен қысымда жылуға айналуға болатын энергия мөлшері. Энтальпияның өлшем бірліктері энергия үшін BTU немесе Джоуль және нақты энергия үшін Бту/фунт немесе Дж/кг болып табылады. Егер термодинамикалық жүйеде қайтымды процестер жүрсе жәнеде көлемнің өзгеруі рdv жұмысымен қатар, жүйеніңкөлемінің өзгеруімен байланыссыз және сыртқы объектіге берілетін жұмыс өндірілсе, онда теңдеудің оң жағына қосымша мүше кіреді Теңдеулер термодинамикалық жүйенің күй өзгерістерінің қайтымды процестері үшін термодинамиканың бірінші заңының жалпы аналитикалық өрнегіні болып табылады. р = соnst кезінде теңдеу: di энтальпияның дифференциалы тұрақты қысым кезіндегі процесте қатысатын жылудың элементарлы мөлшері болады. Қысымның тұрақтылығымен өтетін процесте барлық жылу энтальпияның өзгерісіне шығындалады: Теңдеуінен алынады: немесе Энтальпияның өзгерісі толығымен жұмысшы дененің бастапқы және соңғы күйлерімен анықталады және аралық күйлерге тәуелді болмайды. Циклдердегі газ энтальпиясының өзгерісі нөлге тең, яғни : Энтальпия күйдің негізгі параметрлерінің функциясы болмағандықтан, di газ күйін сипаттайтын кез-келген тәуелсіз ауыспалылар кезінде осы функцияның толық дифференциалы болады немесе Энтальпияның өзгерісі толығымен жұмысшы дененің бастапқы және соңғы күйлерімен анықталады және аралық күйлерге тәуелді болмайды. Циклдердегі газ энтальпиясының өзгерісі нөлге тең, яғни : Энтальпия күйдің негізгі параметрлерінің функциясы болмағандықтан, di газ күйін сипаттайтын кез-келген тәуелсіз ауыспалылар кезінде осы функцияның толық дифференциалы болады А мен В екі нүктесінің арасында өтетін барлық процестердегі меншікті энтальпияның өзгерісі, бірдей Булар, газдар, газ қоспалары үшін энтальпия мәнін техникалық және анықтама әдебиеттерден табуға болады. Осы деректерді қолдана отырып, тұрақты қысым кезінде процеске қатысатын жылу мөлшерін анықтауға болады. Энтальпия жылыту және суыту қондырғыларын есептеу кезінде қолданылады және жұмысшы дененің күй параметрі ретінде жылу есептеулерін жеңілдетеді. Негізгі параметрлер ретінде р және Т қабылданған жағдайда энтальпияны қолдану тиімді. Мұны энтальпияны ішкі энергиямен u салыстыру кезінде көрнекі байқауға болады. V = const кезінде термодинамиканың бірінші заңының теңдеуі немесе түрленеді, p=const кезінде Идеал газдың энтальпиясы, ішкі энергия сияқты, температураның функциясы болады және басқа параметрлерге тәуелсіз. Шынында, идеал газ үшін Демек (екі қосылғашта тек қана температураға тәуелді болғандықтан), Онда ішкі энергия сияқты, мұндада аламыз яғни идеал газ күйінің өзгеруінің кез-келген процесінде температура бойынша энтальпияның өзгерісінің туындысы толық туынды болады. Энтальпияның физикалық мәні Энтальпияның физикалық мәнін келесі мысалмен түсіндірейік: Газды цилиндрдің қозғалыстағы поршеніне массасы 1 кг кір орналастырылған. Поршеннің ауданы f, жұмысшы дененің ішкі энергиясы u. Кірдің потенциальдық энергиясы кір массасының М биіктікке s көбейтіндісіне тең. Газ қысымы р кір массасымен теңесетіндіктен, оның потенциальдық энергиясын келесідей өрнектеуге болады: Ms = pfs fs көбейтіндісі газдың меншікті көлемі. Онда Ms = рv Қысымның көлемге көбейтіндісі көлемі V газды р қысыммен сыртқы ортаға шығару үшін жұмсалатын жұмыс болып табылады. Яғни, жұмыс рv поршенге әсер ететін күшке тәуелді газдың потенциальдық энергиясы. Осы сыртқы күш қаншалықты үлкен болса, соншалықты қысым р жоғары және қысымның потенциальдық энергиясы рv жоғары. Егер цилиндрдегі газды және жүктелген поршеньді бір жүйе ретінде қарастырып, оны кеңейтілген жүйе деп атасақ, онда бұл жүйенің толық энергиясы «Е» газдың ішкі энергиясынан «u» және рv тең жүктелген поршеннің потенциалдық энергиясынан құралады: E = u + pv = i Осыдан, энтальпияның i кеңейтілген жүйенің -дененің және қоршаған ортаның- энергиясына тең тең екенін көреміз. Энтальпияның физикалық мәні осы. жүктеу/скачать 0,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|