|
 Лекция Термодинамика және жалпы түсінік. Күй параматрлері. Квазистатистикалық процесстерЛекция № 7 Термодинамиканың екінші заңы
|
| бет | 5/33 | | Дата | 01.03.2023 | | өлшемі | 1,53 Mb. | | #41532 | | түрі | Лекция |
| Ëåêöèÿ Òåðìîäèíàìèêà æ?íå æàëïû ò?ñ³í³ê. Ê?é ïàðàìàòðëåð³. ÊâàçèЛекция № 7 Термодинамиканың екінші заңы.
Дәріс жоспары.
1.Екінші заңның анықтамалары.
2.Карно принциптері.
3.Карно циклі.
4.Энтропия.
Термодинамиканың 1-ші заңына табиғат құбылыстарының бәрі түгелімен бағынады. Термодинамиканың 1-ші заңы бойынша процесс өткенімен оның бағыты көрсетілмейді, сонымен қатар температура ұғымының мағынасы ашылмайды.Процестің жүру бағытын алдын-ала болжап білудің техника және ғылым салалары үшін маңызы өте зор.Процестің жүру бағыты және оның өздігімен өтуі не өтпеуі үлкен техникалық проблема. Әртүрлі жылу қозғалтқыштарына берілген жылу энергиясының қаншама бөлігі пайдалы жұмысқа айналады,дегенмен мұндай жылу машиналарының тиімділігі қандай деген сұраққа жауап беруі өте қажетті нәрсе.Осы айтылған проблемаларды зерттейтін термодинамиканың екінші заңы.
Термодинамиканың екінші заңырың дамуы техникада жылу қозғалтқыштарды зерттеумен байланысты.Француз ғалымы Сади Карно өзінің “Оттың күші және осы күшті пайдаланатын машиналар туралы ойлар” дейтін еңбегінде мынадай 3 мәселеге көңіл бөлді.
а)жұмыстың жылуға айналуы
б) жылудың жұмысқа максимал мөлшерде айналу жағдайлары
в )жылу машинасының п.ә.к.(пайдалы әсер коэфиценті) мен жұмыскер дене арасындағы байланыс.
Карно еңбектерінің алғашқы мақсаты-бу машинасының пайдалы әсер коэфицентін көбейту, демек қайтсе де аз отыннан көп энергия алу жолдарын іздестіру болды. Карно идеал және реал машиналарының бірдей жағдайда жұмыс істегендегі олардың пайдаланатын жылу көздері (қыздырғыштары және суытқыштары) бірдей болғанда қандай себептердің әсерінен идеал машинаның өндіретін жұмысы реал машинаға қарағанда көп болды? Осы сұраққа жауап іздеуде Карно маңызды қорытындыға келді:
Мәнгі қозғалтқышты жасау мүмкін болмайтындығымен мынадай қорытындыға келеміз: екі машинаның бір-бірінен артықшылығы жоқ,жылу көздері мен суытқыштары ортақ машиналардың тиімділіктері бірдей.
Жылу машинасының п.ә.к.(пайдалы әсер коэфицентін) шексіз арттыра беруге болмайды. Ол заң бойынша жылуды түгелімен жұмысқа айналдыру мүмкін емес, жылудың бір бөлігі міндетті түрде қоршаған ортаға таралып кетеді. Осы мәліметтерден кейін Карно мынадай қорытындыға келеді:
1.Карно принципі-жылу өз еркімен тек жылы денеден суық денеге ауысады.
2.Идеал жылу машиналарының п.ә.к.тек жылу көзі мен суытқыштың температураларының айырымына тәуелді.Сол заманға сәйкес бұл пікірді Карно қайтыс болғаннан 15 жыл өткен соң Клаузиус математикалық түрде термодинамиканың екінші заңы ретінде жариялады.
Екінші заңда компенсациялау дейтін ұғым қолданды. Бұл ұғымның мағынасы мынадай:
Жүйеге берілген жылудың әсерімен пайдалы жұмыс беретін пайдалы процестермен бірге басқа да процестердің өтуі қажет. Бұл басқа да процестер жылудың жұмысқа айналмаған пайдасыз бөлігі суытқышқа ауысады, яғни жылудың компенсациялануы болып табылады.Осыдан екінші заңның тағы бір анықтамасы шығады:
-теңесу болмаса жылу машиналары жылуды жұмысқа айналдырмайды;
-процестің нәтижесі тек жылудың жұмысқа айналуы болса,ол іске аспайды;
Термодинамиканың екінші заңына Клаузиус мынадай анықтама берді:
-жылу өздігінен, яғни ешқандай теңесусіз, суық денеден ыстық денеге ауыспайды Сөйтіп теңесу дегеніміз-жұмыскер дененің немесе жүйе бөліктерінің термодинамикалық өзгеріске ұшырауы. Демек, жылу суық денеден ыстық денеге ауыспайды, ал ауысатын болса, онда міндетті түрде жүйеде қосымша өзгерістер болады. Бұл анықтама Клаузиус постулаты деп аталады.
Планк екінші заңға мынадай анықтама берді:
-тек қана жылу көзін суыту немесе ауыр жүкті жоғары көтеру нәтижесінде жұмыс істейтін машинаны жасап шығару мүмкін емес.
Жоғарыда айтылғандай жылу машиналарында қондырғыштан алынған жылу түгелдей жұмысқа айналмайды,оның бір бөлігі пайдалы процеспен қатар пайдасыз компенсациялау процесі түрінде суытқышқа жұмсалады. Реалды процестер өтетін жүйені ешқандай шығымсыз өзінің бастапқы күйіне қайтаруға болмайды. Яғни,табиғаттағы реалды процестер термодинамиканың қайтымсыз процесі болып саналады.
Жалпы қорытынды: Жылу түгелдей жұмысқа айналмайды, оның бір бөлігі сыртқы ортаға қайтымсыз түрде шашырап таралады, ал керісінше жұмыс түгелдей жылуға айналуы мүмкін. Бұл құбылыс жұмыс пен жылудың табиғатына байланысты. Жылу микробөлшектердің тәртіпсіз қозғалысының нәтижесі болса, жұмыс тәртіпті, бағытты қозғалысының нәтижесі.
Достарыңызбен бөлісу: |
|
|
