1– Mа’ruzа. Mavzu: Termodinamika tarixi va rivojlanish tendentsiyalari va vazifalari. Noenergetik sohalarida issiqlik texnikasining o’rni. Reja

Turli temperatura shkalalari orasidagi nisbat
1.1 jadval.

Shkalalarning nomi	Selsiy shkalasi, t,S	Renkin shkalasi, T,Ra	Farangeyt shkalasi, t,	Reomyur shkalasi, t,R
Selsiy shkalasi, S	-			1,25t^0R
Renkin shkalasi, Ra	1,8(tS+ +273,15)	-	t+459,67	1,8(1,25tR+ +273,15)
Farangeyt shkalasi 	1,8tS+32	tRa–459,67	-
Reomyur shkalasi, R	0,8tS			-

U jism sirtiga normal bo‘yicha ta’sir etuvchi va bu sirtning yuza birligiga nisbatan olingan kuchdan iborat. Bosimni o‘lchash uchun turli birliklar: Paskal (Pa), bar, atmosfera (1 kg/sm²), suv yoki simob ustuni millimetri ishlatiladi.

Moddaning solishtirma hajmi moddaning zichlik birligi egallagan hajmdan iborat. Solishtirma hajm jism massasi m va uning hajmi V bilan quyidagi nisbat bilan bog‘langan.
(1.2)
Moddaning solishtirma hajmi, odatda, m³/kg yoki sm³/gr hisobida o‘lchanadi.
(1.3)

odatda, kg/m³ yoki g/sm³ hisobida o‘lchanadi.

Sof moddaning har qanday uchta holat parametri ( P, va T) o‘zaro bir qiymat bilan bog‘langan. Bu moddalarni o‘zaro bog‘laydigan tenglama ayni moddaning holat tenglamasi deb aytiladi va uni quyidagi ko‘rinishda ifodalash mumkin.


2– Mа’ruzа.


Mavzu: Texnik termodinamika. Asosiy gaz qonunlari va ideal gaz xolat tenglamasi.


Reja:
1. Termodinamik tizim va ishchi jism.
2. Asosiy gaz qonunlari.
3. Ideal gaz xolat teglamasi.
4. Gaz doimiysi.


2.1. Tеrmоdinаmik tizim dеb, uzаrо vа аtrоf – muhit bilаn issiqlik hаmdа ish kurinishidаgi enеrgiya аlmаshinuvchi mоddiy jismlаr mаjmuigа аytilаdi. Xоnаdаgi havoni tаdkikоt qilish uchun ixtiyoriy hаjmni аjrаtib оlib, uni tеrmоdinаmik tizim sifаtidа qarab chikish mumkin. U xоldа, bu jismning tashqarisidа yotgаn bаrchа nаrsаlаr аtrоf – muhit xududidа xisоblаnаdi.
Tizimning hоlаti ko’rsatkichlаr buyichа vaqt dаvоmidа o’zgarmаsа, bundаy tizimgа muvоzаnаt tizim dеyilаdi. Tеrmоdinаmik tizim аtrоf – muhit bilаn mоddа аlmаshinish bo’lsа, bundаy tizim оchiq tizim dеb аtаlаdi, аks xоldа yopiq tеrmоdinаmik tizim dеyilаdi. Аtrоf – muhit bilаn issiqlik аlmаshmаydigаn tеrmоdinаmik tizimgа аdiаbаtik tеrmоdinаmik tizim dеyilаdi. Аgаr tеrmоdinаmik tizim аtrоf – muhit bilаn issiqlik, ish vа mоddаlаr аlmаshmаsа, bundаy tizimgа izоlyatsiyalаrgаn tizim dеyilаdi.
Issiqlik dvigаtеlidа mоddа yopiq jаrаyon (tsikl) ni ko’p mаrtа sоdir etsа vа buning oqibatidа fоydаli ish bаjаrilsа, bundаy mоddаgа ishchi jism dеyilаdi. Issiqlik vа аtоm elеktr stаntsiyalаridа ishchi jism suv vа suv bug’idir. Ichki yonuv dvigаtеllаri vа gаz turbinа uskunаlаridа ishchi jism havo vа yonish mаxsulоtidir. Sovutish uskunаsidа esа, ishchi jism frеоn yoki tеz bug’lаnuvchi boshqa mоddаlаrdir.

2.2. Ideal gazlarning xolatini aniqlaydigan tenglamani keltirib chiqarish, quyidagi qonunlarga asoslanadi:

1) Boyl – Mariott konuni: uzgarmas xaroratda gazning berilgan massasi uchun absolyut bosimning xajmga kupaytmasi uzgarmas kattalikdir:
Pv = const T = const (2.1.)
2) Gey – Lyussak konuni: bosim va massa uzgarmas bulganda, gaz xajmi absolyut xaroratlarning uzgarishiga tugri proporsional ravishda uzgaradi:
, P – const (2.2.)
3) Sharl qonuni: Xajm va massa uzgarmas bulganda gaz bosimi absolyut xaroratlarning uzgarishiga tugri proporsional ravishda uzgaradi:
, v – const (2.3.)
2.3. Ideal gaz modeli hodisaning sodir bo'lishida ikkinchi darajali ta'sir ko'rsatadigan omillarni hisobga olmasdan, quyidagi soddalashtirishlar asosida vujudga keltirilgan:
gaz molekulalari orasida o'zaro ta'sirlashish kuchlari mavjud emas;
gaz molekulalarining o'lchamlari hisobga olmasa ham bo'ladigan darajada kichik;
gaz molekulalarining o'zaro to'qnashuvlari xuddi elastik sharlarning to'qnashuvidek sodir bo'ladi.
Real gazlarning xossalari yuqori temperatura va past bosimlarda ideal gazga yaqin bo'ladi. Ideal gaz modelining kiritilishi jismning holatini belgilaydigan asosiy termodinamikaviy holat parametrlari orasidagi bog'lanishni, ideal gaz qonunlari asosida matematik ifodalash imkonini beradi.
Sof moddaning har qanday uchta holat parametri (P, V va T) o'zaro bir qiymat bilan bog'langan. Bu qiymatlarni o'zaro bog'laydigan tenglama ayni moddaning holat tenglamasi deyiladi va quyidagicha yoziladi:
F (P, , T)=O (2.4)
Ideal gazning absolyut bosimi bilan solishtirma hajmi ko'paytmasini absolyut temperaturaga nisbatan o'zgarmas kattalik. 1 kg gaz uchun bu o'zgarmas kattalik R harfi bilan belgilanadi va gaz doimiysi deyiladi:
yoki P =RT (2.5)
(2.5) tenglama 1 kg ideal gazning holat tenglamasi yoki Klayperon tenglamasi deyiladi.
(2.5) tenglamaning ikkala qismini m kg ga ko'paytirib gazning ixtiyoriy miqdori uchun holat tenglamasini olamiz
PV=mRT (2.6)
Gaz doimiysi R ning fizikaviy ma'nosini aniqlaymiz.

Demak, gaz doimiysi R 1 kg gazning isitilganda bajargan kengayish solishtirma ishi bo'lib, har qaysi gaz uchun o'zgarmas kattalikdir.
(2.5) tenglamaning ikkala qismini molekulyar massa (ga ko'paytirib bir mol ideal gaz uchun holat tenglamasini olamiz.
PV_m=mRT (2.7)
tenglamadagi R ko'paytma R₀ orqali belgilanadi va universal gaz doimiysi deyiladi. R₀ ning qiymati 1 mol gazning istalgan holati uchun o'zgarmas kattalikdir. (2.6) va (2.7) tenglamalar Mendeleev-Klayperon tenglamasi deb ataladi. Qulaylik maqsadida R₀ ning qiymatini normal fizik sharoitlarda hisoblaymiz. Normal sharoitda, ya'ni T₀=273,15 K temperatura va R₀ =101325 Pa atmosfera bosimiga teng bosimda har qanday gazning 1 kmoli 22,414 m³ ga teng hajmni egallaydi.
m³/mol bo'ladi.
Bu miqdorlarni (2.7) ga qo'yib universal gaz doimiysining son qiymatini topamiz.

mR=R₀ bo'lgani uchun, gaz doimiysi R ning qiymati quyidagiga teng bo'ladi:
(2.8)
Masalan, kislorod uchun ( =32) gaz doimiysi:
= ;
азот учун ( =28, 02):



2.4. Boyl – Mariott va Gey – Lyussak qonunidan foydalanib, ideal gazning holat tenglamasini chiqaramiz:
Massasi 1 kg gaz Р₁, v va Т₁ bilan xarakterlanadigan holatdan Р₂, v va Т₂ bilan xarakterlanadigan holatga o‘tdi deb faraz qilaylik. Bu o‘zgarish dastlab v hajmgacha o‘zgarmas haroratda Т₁ da, so‘ngra esa oxirgi hajm v₂ gacha o‘zgarmas bosim Р₂ da sodir bo‘lsin.
t – const Boyl – Mariott qonuniga ko‘ra:
P₁ v₁ = P₂ v` (2.9)
bundan

Gey – Lyussak qonuniga ko‘ra: P – const
bundan
v` qiymatlarini taqqoslab, quyidagini yozish mumkin:

bu tenglikni o‘zgartirib quyidagini yozamiz:

yoki
= const (2.10)
yoki umumiy holda
= const (2.11)
Ya’ni, gazning absolyut bosimi bilan hajmi ko‘paytmasining absolyut haroratga nisbati o‘zgarmaydi. 1 kg gaz uchun o‘zgarmas kattalik gaz doimiysi deyiladi.
v`


P₁v₁T₁
Gaz doimiysi R bilan belgilanadi, u holda
R = (2.12)
yoki
Pv = RT (2.13)
(2.13) formulaga ideal gazning holat tenglamasi deyiladi. Bu tenglama gazning asosiy parametrlarini bog‘laydi. Bu tenglama, uni taklif etgan olim Klapeyron nomi sharafiga Klapeyron tenglamasi deyiladi.
R xar qaysi gaz uchun o‘zgarmas kattalikdir.

Bundan ko‘rinib turibdiki, bosimning solishtirma hajmiga ko‘paytmasini 1 kg gazning kengayishida bajaradigan solishtirma ish sifatida qarash mumkin.
Demak,
R =
Binobarin, gaz doimiysi R 1 kg gazning 1 С isitilganda kengayishida bajargan solishtirma ishidir.
Agar ekanligini e’tiborga olsak, R zichlik orqali quyidagicha ifodalanadi:
R = (2.15)
m kg gaz uchun holat tenglamasi:
Pv = RT ni ikkala tomonini m ga ko‘paytiramiz.
Pvm = mRT
bunda
vm = V
ni beradi, u holda
PV = mRT (2.16)
1 mol gaz uchun holat tenglamasi:
Gazning molekulyar og‘irligiga son jixatdan teng bo‘lgan kilogrammlar miqdori mol, boshqacha aytganda kilogramm – molekula deyiladi.
Avogadro qonuni. Bir xil temperaturada va bosimdagi turli xil gazlarning teng hajmilarida molekulalar soni bir xil bo‘ladi.
N_A = 6,02210²⁶ kmol^-1
Pv = RT v = V_
 - molekulyar og‘irlik
PV_ = RT (2.17)
(2.17) ga Mendeleev – Klapeyron tenglamasi deyiladi.