Энергия түрлері және жұмысшы дене туралы ұғым
Табиғатта энергия отынның, судың, желдің, күннің, ядролық энергия түрінде болады.Туынды және түзілетін энергия:
- отынды жағу арқылы жылу энергиясын аламыз, ол негізінен денелерді қыздыруға пайдаланылады.
- станоктарды, машиналарды, ұшақтарды және т.б. қозғалысқа келтіру үшін механикалық энергия талап етіледі. Ол отын жанған кезде бөлінетін жылуды механикалық энергияға түрлендіретін қозғалтқыштардан алынады.
- қозғалыстағы судың, желдің, жылулық және ядролық энергияны электр энергиясын алу үшін қолданады; энергияның бұл түрі техникада, тіршілікте кеңінен қолданылады, оны қашықтыққа жеткізу оңай, сымдар көмегімен.
Электрэнергиясын арнайы машиналар мен аппараттарда қайтадан жылулық немесе механикалық энергияға түрлендіруге болады.
Күйдің негізгі термодинамикалық параметрлері туралы ұғым және олардың математикалық сипатталуы
- Дененің физикалық күйі, осы күйді сипаттайтын кейбір шамалармен анықталады, олар – күй параметрлері. Бірқатар шамалар күй параметрлері бола алады: меншікті көлем, абсолюттік қысым, абсолюттік температура, ішкі энергия, энтальпия, энтропия, концентрация, изохора-изотермиялық потенциал және т.б.
- Күш өрісі болмаған кезде (гравитациялық, электрмагниттік және т.б.) біртекті дененің күйі тек үш параметрмен ғана анықталады. Олар техникалық термодинамикада:
- меншікті көлем,
- абсолюттік температура,
- қысым.
- Бұл үш параметр, негізгілер деп аталады, олар тәуелсіз шамалар емес және өзара белгілі бір математикалық тәуелділіктермен байланысады.
Термодинамикалық жүйе және процесс туралы анықтамалар
- Құбылыстарды термодинамикалық зерттеу кезінде, зерттеу объектісі ретінде денелердің бір тобы, не дене бірлігі немесе оның бір бөлігі алынады. Зерттелінетін объект термодинамикалық жүйе, ал одан сырт жатқандар – қоршаған орта деп аталады. Термодинамикалық жүйе– бір-бірімен де, қоршаған ортамен де энергия алмастыратын макроскопиялық денелердің жиынтығы.
- Егер термодинамикалық жүйе қоршаған ортамен ешқандай әрекетке түспесе, онда ол оқшауланған немесе тұйықталған жүйе.
- Қоршаған ортамен жылуалмасу болмайтын, адиабаттық қауызбен қоршалған жүйе жылу оқшауланған немесе адиабаттық жүйе деп аталады.
- Өзінің барлық бөліктерінде бірдей құрам мен физикалық қасиеттерде болатын жүйе физикалық біртекті жүйе деп, ал ішінде бөліну беттігі жоқ біртекті термодинамикалық жүйе гомогенді (мысалы: мұз, су, газдар), ал әртүрлі физикалық қасиеттері бар, бірнеше макроскопиялық бөлшектерден тұратын, бір-бірінен көрінетін бөліну беттерімен ажыратылған жүйе (мысалы: мұз бен су, су мен бу және т.б.) гетерогенді деп аталады.
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.
Термодинамикалық процестер түрлері және олардың геометриялық түсіндірілуі
Достарыңызбен бөлісу: |
