циклдарының
алынған цикл — Карноның жеке элементарлы
2Г .
,
( т .'
Т)еРк=
1
~ —-
Щ 1 \сІді =
1
-
/
\йЧх =
1
- -
2
.
орт. (4.17)
х*х
Жылулықты жеткізу және алып кету
сы үшін:
о р т >
демек
Ггорт/Г.орт = (Г2/Г,)
ерк
1
Т^оріГҮ
і орт •
(4.18)
Мұндағы, т| ерк — еркінше алынған циклдың ПӘК.
Өйткені
Т2о{П> Т ^
ал
ТХорі< Т ^
онда
(
і
-Т 2
оіп
/Тіоіп)<
1“ ^пш/Гшал) және еркінше алынған циклдың ПӘК, Карно
циклының ПӘК-нен аз
(7]ерК<7}к). Сонымен, берілген интервал
температурасындағы термиялық ПӘК. Карно циклы ең жоғарғы
болып есептелінеді, практикалық жағдайда, оны шамамен алуға қол
жетпейді.
4.3-сурет. Еркінше айнапмапы процессті түсіндірудегі Карно
циклдарының шексіз аз суммасы түріндегісі.
4.2
суретте, Карноның кері циклы бейнеленген. 2-3 изотер-
миялық кеңею кезіндегі, суықтық көзінен жылулықты (<у2)
жүмыстық денеден алып кетуі. Циклдағы (С жазықтық 12341)
жүмсалған жүмыс жылулыққа айналады.
4-1
( ^
= ц2 + і) сызығы
бойынша
изотермиялық
сығылу
кезінде,
ыстықтық
көзіне
жүмыстық дененің жылулықты
(д^) беруі.
49
(
4
.
8
), (
4
.
9
)
ж эне
(
4
.
10
)
формулаларға сәикес,
тоңазытқыш
коэфициенті мына түрде жазылады.
е= ціКцх - Яг) = Т2/(Ті - Т2).
(4.19)
Т2
кеміген сайын
І
ұлғаяды да, тоңазытқыш коэфициенті кем
болады. Суықгык көзінен, кейбір санды мөлшерлі жылулықгы (ф )
алу үшін,
Тх - Т2
температурасы көп болған сайын өте үлкен жүмыс
шығынын
{€)
қажет етеді.
Қаралған Карноның кері циклы тоңазытқыш қондырғылары-
ның идеалды циклы.
§ 4 3 .
Э нтропия туралы үғы м .
Еркінше алынған қайтымды циклды қарастыралық.
Циклды
бөлшектеу көмегімен, элементарлы Карно циклын
(4.3
суретін
қара)
шексіз көп санды теңдікті
(4.12),
мына түрде жазуға болады:
<кі\1Т\ = 4
ц
2/Т2.
Түйықталған пішін бойынша, интегралдау кезінде ж эне
Шці
тсріс таңбаларын
ессптеп
табамыз.
<\Лч ^ І Т і =
0.
(4.21)
Мүндағы, с/^қаит - таңбасы кезіндегісі, қаралып отырған айнал-
малы процесстегі қайтымды түріне, ерекше көңіл аудаылруы тиіс.
Сонымен, келтірілген жылулықгың интегралды суммасы
үшін, қандай болса да, қайтымды циклда нөлге тең.
Бүл Клаузиус
теңдеуі деп аталады. Жылу динамикасында (4.21) формуласын
Клаузиус теңдеуі деп, ал (4.23) формуласының оң жац бөлігінің
теңдеуін, Клаузиус интегралы деп атайды.
(
4
.
21
) тендік, қандай да түйық жол үшін, математикалық
қажетті жэне жеткілікті шарт, ол:
<і$ = Оц/Т
(4.22)
толық дифференциал болады.
1-2
еркінше алынған жол бойындағы интеграл, эр уақытта тең:
5
2
- 5 , =
\<ІЯ едйт / Т.
(4.23)
і
! ■
Шарг бойынша, жылулықты
сіц жеткізу процессі қайтымды
деп есептеледі. Сонымен,
5 - функция жағдайы. Оны энтропия деп
50
атайды. (4.22) формуладағы
\ІТ үстіңгі көрсеткішінде тұрған, толық
емес дифференциал сЦ үшін интегралдаушы көбейткіш болады.
Еркін қайтымды айналмалы процесс үшін алынған (4.21)
формуладан, энтропия 5 және абсолютты температура
Т бар екен-
ДІгі туралы тікелей қорытынды шығады да, (
4
.
22
) теңдеумен анық-
талады, оны қайтымды процесстер үшін, жылу динамикасының
екінші заңының теңдеуі деп атайды.
Қайтымды изотермиялық процесс (
Т =соп
8
І) кезіндегісін (4.23)
теңдеуден табамыз:
$ г -$ іЦ Яі-
2
/Т.
(4.24)
Қайтымды адиабатты процесс кезіндегі, с!ц=0 болғанда:
*& = 0 ;5
2
- 5 і = 0 ; 5 = соп
8
І.
(4.25)
Қайтымды адиабатты процесс, энтропияның өзгеруін болдыр-
майды. Сондықтан, оны, изоэнтропийлі процесс деп атайды.
§ 2.3 көрсетілгендей, екі рет кездесетін көрсеткіштердің бар
болуына сәйкес, сыртқы ортамен, энергетикалық пішіндегі әрекетте
болуы. Әрекеттік шарты үшін, байланыстырушы температура
Т
жылу алмасуы және меншікті энтропия
5
жолымен, осындай қос
көрсеткіштерді құрады. Энтропия экстенсивті (аудитивті) шама
болады, себебі энтропия зат, осыған қарағанда оның анықтамасы,
осы заттардың (5 =
гп5) санды мөлшерін пропорционалды, Т мұнда
5 функциясында болады.
Энтропияның абсалютты шамасын, кейбір тұрақты дәлдікпен
есептеуге болады. Себебі, оның абсалютты шамасына емес, энтро-
пиялық өзгеруіне жиі көңіл аударады, оның бастапқы есептелуін
шартты түрде таңдайды (эрекеттегі қалыпты физикалық күй, ал су
үшін, үш қатты нүкте күйі). Энтропия бірлігі - Дж/(кгК). Химиялық
реакцияны зерттеу кезінде түрақтыны білу үшін, энтропияның
абсалютты шамасының бастапқысын есептеуі үшін оте үлкен
практикалық мэні бар. Нернстің ашқан принципінің атауындағы,
Нернстің жылулық теоремасымен корсетілген түрақтылығын
таңдауды іске асыруға болады. Теореманың түжырымдауына
байланысты, қандай да болмасын жүйенің энтропиясы кезіндегі
абсалютты нольде, эр уақытта нөлге тең жағдайында қабылдануы
мүмкін.
1ІІШ=0
Т-*0
51
Достарыңызбен бөлісу: |
