|
Tермодинамик иш. Элементар иш (хажм ўзгарганда) га тенг. Хажм дан га ўзгарганда хамма иш лар йиғиндисига тенг (11.3-расм).
(11.3)- дейиш мумкин (11.4)- бир мол учун.
11.3-расм
Изотермик иш учун , ёки (11.5)
Изобарик иш учун . (11.6)
Яна адиабатик иш бор. Бунда система билан ташқари орасида иссиқлик энергиясини узатиш бўлмайди. Бунда бўлгани учун . Демак, иш ички энергия хисобига бажарилади. Адиабатик сиқилишда ички энергия ошади ва бўлади, лекин бўлади, чунки ишни ташқи кучлар бажаради. Деворларни иссиқлик ўтмайдиган силиндр бир киломол газдаги адиабатик процессни кўриб чиқамиз. Бу газнинг ички энергияси:
(11.7)
- мол иссиқлик сиғими ва , бўлгани учун , лекин бўлгани учун
, ёки ; бўлгани учун , ёки ёки (11.8) - Пуссон қонуни.
Демак, газ адиабатик кенгайса у совийди, торайса - исийди. Адиабатик процессда система деворлари абсолют иссиқлик ўтказмайди. Изотермик процессда деворлар абсолют равишда ўтказиш керак. Лекин табиатда абсолют теплоизоляторлар ва теплопрводниклар бўлмайди. Шунинг учун адиабатик процесс қилиш учун процессни тез бажариш керак, иссиқлик алмашинуви бўлмаслиги учун. Масалан, дизелда ёқилғИ адиабатик сиқилади, қизиб ёниб кетади.
Пуассон қонунига қайтамиз. Унда T нинг ўрнига ни қўйсак хосил бўлади. Адиабатик кенгайишда босим нафақат хажмнинг ошиши хисобига камаяди, у температуранинг камайиши хисобига хам камаяди. Адиабатик процессда ва бажарилган иш (11.9).
11.4.-расм
Карно цикли. Агар системанинг холати ўзгариб у қатор холатлардан ўтиб яна ўзининг аввалги холатига қайтиб келса, бундай жараён айланма жараён деб аталади. Бундай жараён графикда берк чизиқ билан ифодаланади ( 11.5-расм). Кенгайишда бажарилган иш баробар фигуранинг ичига олган юзага ва мусбат хисобланади. Газнинг сиқилишида бажарган иш фигуранинг ичига олган юзига тенг ва у манфий хисобланади. Натижада айланма жараёнда бажарилган иш қуйидаги ифодага тенг:
(11.10)
Агар айланма жараён соат стрелкаси бўйлаб юз берса бажарилган иш 0 дан катта бўлади, тескари бўлса иш 0 дан кичик бўлади. Агар сикл пайтида иш бажарилса ва бу сикл даврий равишда қайтарилиб турса бундай система машина деб аталади.
1824 йилда Француз инженери Сади Карно идеал иссиқлик машинасининг ишини кўриб чиқади. Бу машина поршенли силиндр ичидаги бир киломол идеал газдан, иситгичдан ва совутгичдан иборат. Бу система даврий равишда икки изотермик жараёндан ва икки адиабатик жараёндан иборат. Ана шу тўрт даврий жараённи кўриб чиқамиз (11.6 ва 11.7-расмлар).
11.5-расм
1. Газ сиқилган ва босими га, температураси га тенг. иситгич билан контактда энергия олади ва га тенг изотермик иш бажаради.
2. 2-3 учаскада адиабатик кенгайишда га тенг ишни ўзининг ички энергияси хисобига бажаради. Бунда силиндрнинг тагида изолятор бўлади ва ташқи мухит билан энергия алмашилмайди, газ совиди.
3. 3-4 учаскада ташқи кучлар га тенг изотермик иш бажаради, температурада совутгичга га тенг иссиқлик беради.
11.6-расм
4. 4-1 учаскада ташқи кучлар га тенг иш бажаради, бунда газнинг ички энергияси ошади .
11.7-расм
Провардида газнинг ички энегиясининг ўзгариши . Демак газнинг олган иссиқлик миқдори цикл мобайнида бажарилган ишга тенг:
Адиабатик процессда бажарилган иш бўлгани учун ( ва - интерваллар бир хил). Шунинг учун
А - бажарилган умумий (фойдали) иш, у штрихланган юзага тенг. Иш соат стрелкаси бўйича бўлгани учун у мусбатдир.
Савол берамиз: Иситгичдан олинган иссиқлик ни хаммасини, совутгичга ни бермасдан, ишга айлантириш мумкинми?
Бошқача айтганда нинг хаммасини ишга айлантириш мумкинми?
Кўриниб турибдики, совутгич бўлмаса яна бўйича орқага қайтади ва штрихланган юза нўлга тенг бўлади, бошқача айтганда фойдали иш хам нўлга тенг бўлади. Демак, иш бажариши учун албатта нинг бир қисмини совутгичга бериш шарт экан. Қисқаси, иситгичдан олинган иссиқлик миқдорини хеч қандай услуб билан хаммасини ишга айлантириб бўлмайди, бир қисм иссиқлик совутгичга берилиши керак. Бу - термодинамиканинг иккинчи қонунидир.Иссиқлик машинасининг иш принцпи 11.8-расмда кўрсатилган.
Олинган иссиқлик миқдорининг хаммасини ишга айлантирадиган машина абадий машина (двигател) деб аталади. Tермодинамиканинг иккинчи қонуни яна абадий двигателнинг бўлиши мумкин эмас, деб хам айца бўлади.
Идеал иссиқлик машинасининг Ф.И.К. қуйидагига тенг.
Бошқача айтганда дир.
11.8-расм
Do'stlaringiz bilan baham: |
