сіа = (іи +р(ІУ<
Яғни меншікті энтальпияның өзгеруі, денеге жегкізшген
жылулық ағынына тен, Р-соп
81
кезінде, (2.15) теңдеушен табамыз
Яр=і2+іи немесе
<2
= Л +
һ .
Энтальпия
] = ті - экстенсивті (аддитивті) шама. Меншікті
энтальпия
і үдемелі қасиетінде болады. Бұдан көруге болады,
тендеү
(2
14), түрақгыны қосқанда,
і мен и басқа екі баиланысында
болып, түрлері өзгермейді. Тұрақгы қысым Ср кезіндеп, менпшеп
жылусыйымдылыгын былай анықгауга болады:
Ср
=
=
(ді/ді)р.
(2.17)
Тендеулерді салыстыра
(ди/ді)„ = ди/ді жэне
энтальпия
тұрақгы
болуымен ұқсас.
_
Меншікті
энтапьпияның
анықгауы
бойынша,
теңдеу
ё<Э=тсу^ + т р ^ у арқылы идеалды газ үшін табамыз:
і = и + Р У = и + КТ.
(2.18)
Солай болғандықтан,
и тек қана температураның функңиясы
болады, ондағы
і дэл осындай температураға байланысты болады.
Бұдан идеалды газдар үшін, табамыз:
Ср
=
(ді/ді) р = Ш і
(2.19)
сондықган,
Ш = С Ж ,
(2.20)
ал Ср = сопві кезіндегімен табамыз:
і =
С0Т + іо
(2.20а)
1
жағдайдан
2
жағдайға дейінгі кез-келген өзгеріс үшін
һ —*’і= С
0
(Тг — Т\).
Тұрақгы қысым кезіндегі процесстегі жьшулықгың барлық
санын
4 2 Р =
С Ж .
(2.21)
Бұдан б і
.2
= [
СрсІТ, ал Ср = соп
8
І кезінде
і
<2і-2 = Ср
(Т2 - ТЛ.
(2.22)
30
Энтальпияны — кеңейтілген жылу динамикалық жүйеге
жатқызбай, қоршаған ортаға жатқызу ыңғайлы, сондықтан, дене
мен ортаның, ру ішкі энергиясын сипаттайды (қозғалту жұмысы деп
аталады), яғни жүйенің жалпы энергиясын сипаттауы. Соңғысында,
ол дененің ішкі энергияның рөлін атқарады.
Идеалды газ үшін, меншікті жылу сыйымдылығы Ср тұрақгы
болады және оны мына теңдеумен шешеді:
Һ -/.= Ср (Т2 - Г,);
/ 2
-/,= Ср (Г
2
- Г,).
(2.23)
Жылудинамикалық процесстерді теориялық зерттеу кезінде,
жылу динамикасының бірінші заңының үлкен маңызы бар, ал
сонымен қатар жылу энергетикалық қондырғыларда, жылуды
пайдаланудағы талдау кезінде, оның жеке элементтері мен
қондырғының жылу балансының негізгі практикалық есептеулеріне
жатады. Әрбір жылу энергетикалық қондырғылар үшін, жылу
балансын есептеу өте қажет.
31
IIIТАРАУ. ЖЫЛУДИНАМИКАС Ы
ПРОІІЕССТЕРІНДЕГІЖ Ы ЛУДИНАМ ИКАСЫ НЫ Ң
БІРІНШ ІЗАҢЫ НА ҚОСЫМШ А
§ 3.1. Идеалды газдардың кайтымды изохорлы процессі.
У=соп
8
І
Р жэне Т=\ аг характеристикалық теңдеуден рх-КТ.
V = сопві кезінде Р/Т= сопзі немесе Р2/Р\ = Т2ІТ \.
(3.1)
Сонымен, изохорлы процесс кезіндегі газ қысымы, жылу-
динамикасының абсалютгы температурасына тура пропорционалды
Координатадагы графикалық процесс ру (сур. 3.1) 1-2 тік түзу
сызықпен бейнеленеді (ф > 0). Қысымның ұлғайуымен, температу-
рада ұлғаяды
(сіТ>0).
„
Изохорлы процесс кезінде жүмыс атқарылмаиды, сеоеоі
аУ=0
болады
(3.2)
Сонымен,
ёд = (іи = с ^ І, ал (Т2-Т \) жэне
<2 =
тсут(Т2-Т\).
(3.3)
3.1-сурет. Тұрақгы көлем кезіндегі (изохорлы)
РV-диаграммасындағы жағдайдың өзгеру процессі.
32
Изобарлы процесс кезінде, қысым тұрақты болады:
Р = сопзі,
басқа көрсеткіштері өзгереді, яғни
V = уаг жэне Г = уаг.
Характеристикалық теңдеуден
ру=КТ кезіндегі /*=соп
8
І
табамыз:
У/Г=соп
8
І немесе
У2ІУ\ = Г
2
/Гі.
(3.4)
Сонымен, изобарлы процесс кезінде жылудинамикалық газ
көлеміне тура пропорционалды болып өзгереді. Қайтымды процесс-
ті жүргізу үшін, изохорлыдагыдай, эртүрлі температурадағы көп
жылулық көзін қажет етеді. Мүндай процесстің графигі 3.2 суретте,
көлденеңі
1-2
жэне
1-2
Р=соп
8
І кезіндегісі бейнеленген.
1-2
изобар-
лы кеңею
(
ііу
>
0
) жылулықгы
(<ід>0) жеткізуіне сэйкес, оның тем-
пературысының үлғаюымен байланысты.
1-2 изобарлы сығылу
(<
іу
<0). Мүнда температура жетпейді,
жылу алып кетіледі (<ід<0). Меншікті жүмыс газының кеңеюі
немесе сығылуы:
VI
1= \ р ^ = р(У2-У,) = К (Т2-Т,)
(3.5)
V I
ал оның массасы
т:
I = тр(Ү^У\) = р(Уг-Үх) = тК(Тг-Т\).
(3.6)
§ 3.2. Идеалды газдардың қайтымды изобарлы процессі.
3.2-сурет. Түрақгы қысым кезіндегі (изобарлы) жағдайдың өзгеру
процессінің РҮ-диаграммасы.
33
Меншікті ішкі энергияның өзгеруі
ит-Щ — Сут(Тт~Т\).
(3.7)
Ал
ішкі энергия
и2-
Щ
=
тСчт(Т г-Т \).
(3.8)
Процесстегі жылудың меншікті саны.
Щ = СрщСІТ;
(3.9)
<7
= срт
(Т2
- г,);
(3.10)
О ^т С рЛ Т г-Т х).
(3.11)
Жылудинамикасының бірінші заңының талдау формуласы-
мен табамыз:
= С Ж +
рсіу = С Ж +/МГ = (СҮ +
.
(3.12)
Себебі, ру = /?Г жэне
д р - 0 кезінде /к/у = М Т .
Майердің теңдеуінен келіп шығады:
Сү + /? немесе СР- С Ү = Л.
(3.13)
Барлық газдар үшін Мср - МСҮ =
МК = 8315 қатынастың
өзгешелігі мынада:
К=Ср/Су.
(3.14)
/Г=1,4. Атомның артуына қарай, оның
К мэні бірге жақындайды.
еал
Егер, берілген температурада, жеткілікті үлкен сиымдылық-
тагы жылулық көзі бар деп үйгарсақ, қайтымды изотермиялық
процесстің, өзгеру күйін жүзеге асыруга болады. Сонымен, тұрақгы
температура кезінде, барлық процесс ішінде жылулықгың денеге
толассыз жеткізілуі қамтамасыз етіледі.
Мүнда
7
=
с о п
8
і
,
Р=\аг жэне У=уаг. Осы процесстің теңдеуіңде
Т = соп
8
І кезінде мына түрінде жазылады:
РГЧ=соп
8
І немесе
Р
2
ІР\=У\ІУ2.
(3.15)
меншікті
кері пропорционалды болады. Процесстің графигі РУ=соп
8
І
болганда, координат жүйесінде
РУ, тең бүйірлі гиперболамен
бейнеленеді (3.3 сур).
-
—
1-2 изотермиялық кеңею (0).
Т = сопзі кезінде газдың
кеңеюінде жылуды
(сід>0) жеткізуді қажет етеді.
34
Достарыңызбен бөлісу: |
