дене қысымына тең. Сыртқы қысымның әрекетінен, жүйенің атқа-
ратын жұмысы кезіндегі, қысымның ұлғайуы
йУ>0 оң болады
(жұмыстан ұлғайуы). Жұмыстағы сыртқы күштің жүйе үстіндегі
кезінде,
сіҰ<0 теріс болады (сығу жұмысы).
Газ жағдайының өзгеру процессін зерттеуде, графикалық
әдістер (кеңінен пайдаланады) негізінің
РҮ — диаграммасы деп,
аталуын кеңінен қолданады.
(2.9) теңдеуінен көрінгендей,
Р көрсеткіші V функциясы
болып есептеледі;
РҮ диаграммасын қүру кезінде, Р шамаларын
ордината өсі бойынша және
V абцисс өсімен түрғызылады.
Дене көлемінің, жүмыстан өзгеруін анықтау жағдайында
абцисс өсі бойынша,
V шамаларын қояды. Мүндай бейнелерді
қолдану, әдетте піспекті қозғалтқыштардың процессін зерттеу
кезінде қолданады, мүндағы цилиндр ішіндегі дене көлемінің,
піспек жолының жүріп өтуіне, пропорционалды болады.
§ 2.4. Ж ұмыстық дененің ішкі энергнясының өзгеруі.
Қаралып отырған процесстің қиындауынан ішкі энергияның
кеңейу қүбылысы жүреді. Сонымен, газды ағынның өту кезіндегі
зерттеуде, химиялық процесстермен, диссоциациямен, ионизация-
мен немесе ядролық реакциямен еріп жүретін, ішкі энергияны
анықтауға арналған формулаларға, қосымша анықтаушы көрсет-
кіпггер енгізіледі. Қүбылыс саласындағы техникалық жылудина-
микасының зерттеуінде, ішкі энергияны молекулярлы көз қараспен,
кинетикалық жэне потенциалды энергияның қосындысы ретінде
қарастырады, дененің молекулаларының өзара әрекеттігі мен қалай
болса солай қозғалысы себепші болады. Газ энергиясының басқа
түріне ие болуын есепке алмайды, себебі, қаралып отырған
техникалық жылудинамикасындағы температураның, газ жағдайын-
дағы өзгеру әсерін ескермейді.
Нақтылы газдар үшін
и ішкі энергиясы, Т температура, газ
тығыздығы
р ретіндегі функция:
и = / (Г, р).
Тығыздықпен байланысты, белгілі Джоуль-Томсон экспери-
ментімен дәлелденеді де, газдың жекеленген жүйесіндегі кеңеюі-
нен, жүмыстың атқарылмауы өтеді. Бүл экспериментте */және/%/(
1
/р) нөлге тең. Сондықтан,
27
сіи = сіу — рсІ(
1
/р) =
0
.
(
2
.
10
)
Егер, ішкі энергия
и тек қана температураның функциясы
болса, онда эксперимент кезінде, газ температурасының өзгеруі
білінбеуі керек. Бірақ, көп емес, ол бар жэне оны Джоуль-Томсон
эффектісі деген атпен аталады. Қандай газ болса да, Джоуль-
Томсон (Дж) эффектісі идеалды газдардан, оның ауытқуы өлшемі-
мен есептелінеді. Идеалды газдардың техникалық жылу динами-
касындагы есептеулерінің көбісінде, потенциалды энергиясының
молекулалары өзара әрекеттегісі
Р жэне V байланыстығын қарас-
тырмайды, ішкі энергия - тек қана температураның (функциясы)
берне ретінде айтылады.
Дененің ішкі энергиясы, эрбір жағдайында толық белгілі
шамада болады, яғни жағдайдың күй бернес (функциясы) немесе
күйдің көрсеткіші болады. Оны мына жеңіл жолмен дәлелдеуге
болады, (
2
.
5
) формуласымен табамыз:
2
2
и2 - и
і =
(2.11)
1
1
2
Бұдан (энергияның сақталу заңының негізінде)
[(сІд — сИ)
і
айырмашылығының, кез келген процессінде, тек қана, оның
бастапқы жэне соңғы күйіндегі жүйе энергияларының айырма-
сымен толық анықталуы тиіс, көрсетілген күй арасынының, өту
жолына байланыссыз болады. Түйық контурға арналған интегралды
пішіндегісін:
(^сіи = ^ ^ - (5сіІ =
0 .
Мүның, математикалық бейнеленуіндегі ёи толық дифферен-
циал болады. Бүны, тағы бір өту қажет,
жэне
сіі белгіленуіндегі
дэлдігі толық емес, себебі ^ жэне
I атау процессінің (функциясы)
бернесі болып есептеледі.
Жылудинамикасында ішкі энергияның абсалютсыз шамасын-
сызымен істес болуға тура келеді, ал оның өзгеру нэтижесіндегі
жүйе күйінің өзгеруін ғана қарастырады. Ішкі энергияның
абсалютты шамасының жоқ екенін бағалайды. Одан басқа, ішкі
энергия
11=ти аддитивті шама болады. Сондықган, ішкі энергияның
бастапқы есептеуі үшін шартты күйін қабылдайды. Практикалық
28
түрінде ішкі энергияның нольді шартты
да, Р=0,10133 МПа жэне Г=273,16 К
дайға).
(нормалы физикалық
Қазіргі кезде, судың үштік нүктесіне судың нольдік шамасын
IIо деп, қабылдайды (қысымы 611,0 Па жэне температурасын
273,16 К немесе 0,01 °С).
Түрақгы меншікті көлемі У=соп$
1
,
сІд=сіи+рсіу кезінде жағ-
идеалды
теңдеу
теңдеуімен анықтайды. Себебі,
с іу
=
0, онда
й!= рсһ
сіи = сіду
(
2
.
12
)
немесе
сына тең.
и2- и х = ср>.
(2.13)
түрақгы меншікті көлемі кезіндегі, жүмыстық дененің
алынған жылулық саны, меншікті ішкі энергияның,
эастапқы проңессіндегі шамаларының санды айырма-
§ 2.5. Ж үмыстық денелердің энтальпиясы. Р-сошІ кезіндегі
жылудинамикасының санды жылулығы.
Газ жағдайының көрсеткіштерімен қатар, ішкі энергия болып,
меншікті энтальпияны
і = и+ ру анықтайды
(2.14)
Солай болғандықтан, (2.14) байқалғандай, оны тек қана
жағдай функңиясымен анықтайды
(и, р , у).
Жүмысшы дененің толассыз ағыны жағдайындағы, техника
үшін, энтальпия ерекше маңызды мағынада болады. Оның көмегі-
мен, процесстерді қарастыру және оның есептеулерін едәуір жеңіл-
детеді.
Егер, қосылғыштар
и жэне ру (2.14) - Дж/кг өлшенетін болса
Дж/кг
Энтальпия
функциясы
тан м,
р және V жағдай функциялары болып есептеледі. Процесс
кезінде, іүрақты қысымы
др = 0 жэне (2.14) теңдеуімен, сіц=ди +рсіу,
бүдан шығады:
Л = сіи +рЛ\ + \йр = йи+ рсһ = сідр,
(2.15)
29
Достарыңызбен бөлісу: |
