Тақырыбы: Термодинамиканың алғашқы бастамасы. Дәріс жоспары
жүктеу/скачать 0,5 Mb.
|
презентация лек 2
- Бұл бет үшін навигация:
- Термодинамикалық жүйе және процесс туралы анықтамалар
- 6. Термодинамикалық процестер түрлері және олардың геометриялық түсіндірілуі
- Термодинамикалық процестер түрлері және олардың геометриялық түсіндірілуі
| Газдың жылусыйымдылығы.
Жылу сыйымдылығының физикалық мәні, меншікті жылу сыйымдылығы және оның түрлері. Жылу сыйымдылығының әртүрлі түрлерін есептеу әдістері. Газ қоспасының жылусыйымдылығы дененің температурасын 10С өзгерту үшін, берілетін немесе одан алынатын жылу мөлшерін жылусыйымдылық деп атайды. Си жүйесінде энергия мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде Дж алынады. Си жүйесінде джоуль барлық энергияларды: жылу, механикалық, сәулелік және т.б. энергияларды өлшеуге қолданылатын универсалді өлшем бірлік болып табылады. Жылулық өлшем бірлігі ретінде 1 Дж механикалық жұмысты жылуға айналдыру мөлшері алынады. Механикалық энергия өлшемі түрінде Джоуль 1Н күшпен денені 1 м қашықтыққа қозғалтатын жұмыс шамасы (1 Дж=Нм=1 кгм2/с2) алынады. Жылу сыйымдылығының физикалық мәні, меншікті жылу сыйымдылығы және оның түрлері. Жылу сыйымдылығының әртүрлі түрлерін есептеу әдістері. Газ қоспасының жылусыйымдылығы дененің температурасын 10С өзгерту үшін, берілетін немесе одан алынатын жылу мөлшерін жылусыйымдылық деп атайды. Си жүйесінде энергия мөлшерінің өлшем бірлігі ретінде Дж алынады. Си жүйесінде джоуль барлық энергияларды: жылу, механикалық, сәулелік және т.б. энергияларды өлшеуге қолданылатын универсалді өлшем бірлік болып табылады. Жылулық өлшем бірлігі ретінде 1 Дж механикалық жұмысты жылуға айналдыру мөлшері алынады. Механикалық энергия өлшемі түрінде Джоуль 1Н күшпен денені 1 м қашықтыққа қозғалтатын жұмыс шамасы (1 Дж=Нм=1 кгм2/с2) алынады. cp=cv+R. Жылусыйымдылық жылудың берілу және әкетілу түрінен тәуелді. Тұрақты қысымдағы жылусыйымдылық- изобаралық ср-деп, ал тұрақты көлемдегі жылусыйымдылық - изохоралық сv деп ажыратылады. Бұл жылусыйымдылықтардың өзара байланысын Майер теңдеуі көрсетеді: Жылу сыйымдылықтардың қатынасы адиабат көрсеткіші деп аталады. ср/сv=К. Изохоралық процесте берілетін жылу тек газды ішкі энергиясын өзгертуге жұмсалады, ал изобаралық процесте ол жылу жұмыс жасау үшін де жұмсалады. Сондықтан ср>сv . Идеал газдың жылусыйымдылығы температурадан тәуелді. Бұл белгілері бойынша нақтылы және орташа жылусыйымдылықтар болып ажыратылады. Температураның шексіз аз өзгеруіне сәйкес келетін жылусыйымдылықты нақты жылусыйымдылық деп атайды. c=dq/dT. Температраның Т1-ден Т2-ге өзгеруіне сәйкес жылусыйымдылықты орташа жылусыйымдылық деп атайды. Идеал газдардың жылусыйымдылығы температурадан ғана емес сонымен қатар газдардың атомдар санына және процестің түріне де тәуелді. Нақты газдардың жылусыйымдылығы олардың табиғи қасиеттерінен, температурасы мен қысымынан да тәуелді. Газдар үшін жылыту және суыту кезіндегі тұрақты көлемдегі және тұрақты қысымдағы газ күйінің өзгерістері ерекше ескеріледі. Бұл екі жағдайға жылусыйымдылықтың әртүрлі шамасы сәйкес келеді. Сонымен, нақты және орташа жылусыйымдылықтар былайша бөлінеді: Тұрақты көлемдегі және қысымдағы мольдік жылусыйымдылықтардың арасында мынадай тәуелділік байқалады: Бір атомды газдар үшін к=1.67, екі атомды газдар үшін к=1.46 ал үш және көп атомды газдар үшін к=1.29. Газ қоспалары үшін алынған жылусыйымдылық массалық: көлемдік: молдік: Термодинамикалық жүйе және процесс туралы анықтамалар Басқа бөліктерінен бөлінудің көрінетін беттіктерімен дараланған жүйенің гомогенді бөлігі фаза деп аталады. Фазаларының санына қарай гетерогендік жүйелер екіфазалы және үшфазалы (газ тәріздес, сұйық және қатты күй) бола алады. Термодинамикалық жүйенің компоненті – деп кез келген химиялық біртекті жүйені атауға болады. Термодинамикалық жүйе және процесс туралы анықтамалар Біртекті дене күйінің негізгі термодинамикалық параметрлері p, v және Т бір-біріне тәуелді және өзара математикалық теңдеумен өрнектеледі: f(р, V, Т)=0, (7) оны термодинамикада күй теңдеуі деп атайды. Егер, күй теңдеуі белгілі болса, онда қарапайым жүйенің күйін анықтау үшін – біртектілер және уақыт, масса, құрамы бойынша тұрақтылар (бірфазадан тұратын және химиялық өзгермейтін) – үшеудің ішінен екі тәуелсіз ауыспалыны білу жеткілікті: Р=f1(v, Т); v=f2(р,Т); Т= f3(v,Р) (8) Егер термодинамикалық жүйенің сыртқы жағдайы өзгерсе, онда жүйенің күйі де өзгереді. Термодинамикалық жүйенің бір тепе-теңдік күйден екінші тепе-теңдік күйге өтуі кезіндегі күй өзгерісінің жиынтығы термодинамикалық процесс деп аталады. Егер процесс тепе-теңдікті күйде өтсе, онда ол тепе-теңдікті процесс. Термодинамикалық жүйе және процесс туралы анықтамалар Дененің тепе-теңдікті күйі – оның көлемінің барлық нүктелерінде қысымның, температураның, меншікті көлемнің және басқа физикалық қасиеттердің бірдей болуы. Жүйе күйінің өзгеру процесі тепе-теңдікті және тепе-теңдіксіз бола алады. Егер процесс тепе-теңдікті күй арқылы өтсе, онда ол тепе-теңдікті. Нақты процестердің тепе-теңсіздігі, олардың сыртқы жағдайлар әсерінен түпкілікті жылдамдықпен өтуімен және жұмысшы денеде тепе-теңдікті күйдің орнығып үлгермеуімен анықталады. Мысалы: цилиндр поршені астындағы газдың жылдам кеңеюі мен сығылуы кезінде жұмысшы дененің көлеміндегі әртүрлі нүктелердегі температура мен қысым бірдей болмайды, яғни тепе-теңсіз күй орын алады, ал процесс тепе-теңсіз болады. 6. Термодинамикалық процестер түрлері және олардың геометриялық түсіндірілуі Термодинамикалық процестер түрлері: Күй теңдеуі f(p,v,T) = 0 жүйенің үш осьті координатасында p, v және T кейбір бетті сипаттайды, бұл беттік термодинамикалық бет деп аталады. Егер термодинамикалық бетті координата өстеріне параллель жазықтықтармен қиса, онда бетте қисықтар пайда болады: v = const жазықтығымен қимасы p, T координаталарындағы температураға тәуелді қысымның өзгеру процесін сипаттайтын түзуді береді; осы түзумен сипатталатын процесс тұрақты көлемде өтеді және изохоралық деп аталады р = f(Т); р = const жазықтығымен қимасы v, T координаталарындағы температураға тәуелді көлемнің өзгеру процесін сипаттайтын түзуді береді; осы түзумен сипатталатын процесс тұрақты қысымда өтеді және изобаралық деп аталады v = f(Т) Т = соnst жазықтығымен қимасы изотермиялық деп аталады Р=f(v) көрсетеді. Термодинамикалық процестер түрлері және олардың геометриялық түсіндірілуі Техникалық термодинамикада тепе-теңдікті термодинамикалық процестерді зерттеу үшін көбінесе екі өсті p, v координат жүйесі пайдаланады: абсцисса өсі бойынша меншікті көлем, ал ордината өсі бойынша қысым салынады. p, v – координат жүйесіндегі тік сызық тұрақты көлемдегі изохорлы процесті, көлбеу сызық тұрақты қысымдағы изобарлық процесті, ал қисық гипербола түріндегі сызық (газ тәріздес күй үшін) температура тұрақты болған кездегі изотермиялық процесті көрсетеді. Термодинамикалық процестерді зерттеу кезінде тұйықталған немесе айналымды деп аталатын процестер ерекше орын алады, бұл кезде жүйе бірқатар бірізді күйлерден өте отырып, бастапқы күйге қайта оралады. Айналымды процесс цикл деп аталады. Параметрлер жүйенің массасына тәуелді де, тәуелсіз де бола алады. Жүйенің массасына тәуелді емес күй параметрлері қарқынды параметрлер (қысым, температура, т.б.), ал мәні жүйенің массасына пропорционал болатын параметрлер аддитивтік немесе экстенсивтік параметрлер (көлем, энергия, энтропия және т.б.) деп аталады. жүктеу/скачать 0,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|