Лекция Термодинамика және жалпы түсінік. Күй параматрлері. Квазистатистикалық процесстер

жүктеу 1,53 Mb.

бет	2/33
Дата	01.03.2023
өлшемі	1,53 Mb.
	#41532
түрі	Лекция

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 33

Ëåêöèÿ Òåðìîäèíàìèêà æ?íå æàëïû ò?ñ³í³ê. Ê?é ïàðàìàòðëåð³. Êâàçè

1-сурет PV P 2-сурет Лекция 2. Термодинамиканың бірінші заңы.

Идеал газдар.
Идеал газды қарапайым термодинамикалық жүйеден қарастыруға болады. бұнда бөлшектер өзара әрекеттеспейді. Идеал газдың күйін сипаттау үшін 2 параметрдің елеуі белгілі болғаны жеткілікті, 3-ші параметр күй теңдеуі бойынша анықталады.
Бойль-Мариотт заңы. Тұрақты температура қысым мен көлемнің көбейтіндісі тұрақты шамаға тең болатындығын тапты
PV/cont немесе P₁/P₂=V₂/V₁
Газдың тығыздығы оның көлеміне кері пропорционал, сондқтан жоғарыдағы заңды былай деп айтуға болады: тұрақты температурада идеал газдардың тығыздықтары олардың қысымына пропорционал:
Р₁/Р₂=P_T/P₂
тұрақты қысымда газдың көлемі температураға тәуелді өзгереді.
V=V₀(1+αT) – Гей-Люссак және Шарль заңы деп аталады.
Гей-Люссак α-коэффициентінің тұрақты шама екенін тәжірибе жүзінде тапты. Газдың температурасы бір градусқа жоғарылағанда көлемі бастапқы көлемнің 1/273 бөлігіне ұлғаяды.
Бойль-Мариотт заңының графигі гипербола түрінде кескінделеді (1-сурет). Егер графиктегі ордината осіне PV мәндері, абцисса осіне Р мәндері салынатын болса, бұл заң горизонтальді түзу сызықпен сипатталады (2-сурет).

Р

Р₁

Р₂

V₁

V₂

1-сурет

PV

P

2-сурет

Лекция 2. Термодинамиканың бірінші заңы.
Ішкі энергия мен энтальпия, өзара байланысы.
Дәріс жоспары

Термодинамикалық 1-ші заңының идеал газдарға қолданылуы
Ішкі энергия мен энтальпияның өзара байланысы.
Жүйенің күй функциясы V.

δQ-δA=du (1)
және 2-теңдеулермен өрнектеледі, ол жүйенің ішкі энергиясы толып табылады.
2-теңдеуі

деп жазсақ, онда теңдеудің мағынасы алдыңғы қарастырған тараудағы ішкі энергия деген ұғымның мағынасына сай циклді процестен кейін жүйе бастапқы күйіне оралғанда ішкі энергия өзінің алғашқы мәніне қарағанда біраз өсті дейтін болсақ, онда айналмалы процестердің нәтижесінде артық энергия жиналған болатын еді.
Ішкі энергияның өзгерісі
не -теңдеулерге бағынады.
Айналмалы процестерде теңдеу орындалады. Жүйенің қасиеттері (параметрлері) шексіз аз шамаға өзгергенде оның ішкі энергиясы да шексіз аз шамаға өзгереді. Бұл үздіксіз функцияның қасиеті.
Жүйе параметрлері шексіз аз шамаға өзгергендігі ішкі энергияның өзгерісі толық дифференциал болады.
Суретте – жүйе А күйден В күйге бірнеше жолмен өтуі көрсетілген.

V

A

0

X

-теңдеудегі интегралды жүйенің А нүктесінен В нүктесіне тура жолмен (1) өтуіне және кері жолмен (3) қайта А нүктесіне оралуына арнап жазсақ:

Сонымен, жоғарыда келтірілген екі қорытынды термодинамикалық 1-ші заңының анықтамалары болып табылады.
Келесі бір анықтамасы теңдеуімен берілген, яғни жекелеген жүйеде сондықтан:

Демек, оқшауланған жүйенің ішкі энергиясы тұрақты. Бұл энергия сақталу заңының мөлшерін сипаттамасы.
Термодинамикада энергияның бір түрдегі 2-ші түрге ауысуы 2 түрлі формада болады. Бұл формалар жұмыс және жылу. Олай болса, жүйеге берілген жылу ішкі энергияның өндірісіне және жұмыс жасауға жұмсалады:

Бірінші заңға тағы бір анықтама келтірейік: бірінші текті мәңгі қозғалтқыш жасап шығаруға болмайды.
U=f(P,T,V) -теңдеудегі үш айнымалы шаманың біреуі тұрақты десек:
U=f(V, T), P-const
Ішкі энергияның өз өзгерісі толық дифференциал түрінде жазылғанда, оны туындылар арқылы көрсетуге болады.
du=(du/dv)TdV+(du/dT)VdT
Бұл келтірілген теңдеулердің бәрі термодинамиканың 1-ші заңының математикалық сипаттамасына мысал келтіретін болсақ, сырттай берілген жылу жүйе көлемін өзгертпейді десек, яғни V-const. бұл жағдайда ұлғаю жұмысы жасалмай берілген жылу тек ішкі энергияның өзгеуіне жұмсалады.
-теңдеуде V-const болғандықтан dV=0. Сөйтіп,

тұрақты көлемдегі жылу сыйымдылық.

жүктеу 1,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 33