Issiqlik mashinasini f. I. K., Qattiq jismlar va suyuqliklarga doir masalalar yechish

ISSIQLIK MASHINASINI F.I.K., QATTIQ JISMLAR VA SUYUQLIKLARGA DOIR MASALALAR YECHISH.
Reja:

1. 
   Issiqlik mashinalari va ularning F.I.K.
   
2. 
   Karno sikli va uning F.I.K.
   
3. 
   Karno teoremalari
   

Xulosa
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati
Issiqlik mashinalarida sodir bo`ladigan jarayonlarda uzatiladigan issiqlik miqdori hisobida A ish bajariladi va bunda energiya saqlanish qonuni bajariladi. Tashqaridan olingan va tashqariga qaytarib berilgan issiqlik miqdorining qiymatlari orasidagi Q<sub>0</sub>Q<sub>1</sub> ayirma hosil qilingan A ishga teng.
Isitgichdan olingan Q<sub>0</sub> issiqlik miqdorining qancha qismi A ishga aylaganini bilish katta amaliy ahamiyatga egadir. Chunki sovitgichga berilgan Q<sub>2</sub> issiqlik miqdorining amaliy ahamiyati yo`q. Shuning uchun F.I.K. tushunchasi kiritiladi.

Bu foydali ish koeffitsientini hisoblashda o`tgan mavzudagi ikkinchi rasmdagi siklni bajarilishida ishlarni hisoblagan edik, 4 ta bosqichdan iborat bo`lgan bu siklda ishlovchi modda biror manbadan olingan Q₀ issiqlik miqdori hisobga A ishni bajaradi. Shuningdek bu jarayonda Q₁ issiqlik miqdori sovutgichga berilishini ko`rdik. Bu protsess murakkab xarakterlidir. Demak, bu jarayonda sovutgichga bajaradigan Q₁ issiqlik

bilan aniqlanishini o`rgandik. Bunda A-ish isitgichdan olingan Q<sub>0</sub> issiqlik miqdorining qanday qismini tashkil qilishini aniqlash muhimdir. (18.1) formuladan -birga qancha yaqin bo`lsa, ya`ni A ish olingan issiqlik miqdorining qanchalik katta qismini tashkil qilsa, mashina shunchalik ko`p manfaatli bo`ladi.
Biz o`tgan mavzuda Karno siklini ko`rib, bu jarayon ikkita izoterma va ikkita adiabatadan iborat bo`lgan qaytuvchan aylanma protsess ekanligini bilgandik (18.1-rasm).
1 holat hajm V₀, bosim Р₀ va temperatura Т₀ bilan xarakterlanadi. 1 mol ideal gazni ishlovchi modda sifatida olib Karno siklini o`rganamiz. Gaz 2-holatni olguncha hajm V<sub>1</sub>, bosim Р<sub>1</sub> bilan izotermik (T=const) kengayishiga majbur qilamiz: gaz izotermik kengayishi vaqtida isitgichdan Q<sub>0</sub> issiqlik miqdorini oladi va ish bajaradi.
Gaz 2-hajmdan boshlab, hajmi V<sub>2</sub> bosim Р<sub>2</sub> ga teng bo`lgan adiabatik kengayishi imkonini beramiz va u 3-holatga yetib keladi bu holda gazning temperaturasi Т₁ gacha pasayadi.
Gaz 3-holatdan boshlab hajmi V₂, bosim Р₂ bilan xarakterlanib, o`zgarmas temperatura Т<sub>1</sub> bilan siqamiz. Bunday siqilish izotermik siqilish bo`lib, gazni hajmi V₃ va bosimi Р₃ ga teng bo`lgan 4-holatni egallaydi. Bu siqilishda gaz sovitgichga Q<sub>1</sub> issiqlikni beradi va ish bajaradi. Nihoyat, gazni 4-holatdan boshlab adiabatik ravishda shunday siqishimiz, uning hajmi boshlang`ich V₀ hajmni, Р₀ bosimni egallash va uning temperaturasi boshlang`ich temperaturagacha ko`tarilsin. Bunday yonish sikl Karno sikli bo`lib, uning f.i.k.

orqali ifodalanadi.
Bu yerda A - to`la sikl davomida bajarilgan ish.
Q₀ - isitgichdan olingan issiqlik miqdori.
Q₁ - sovutgichga berilgan issiqlik miqdori.
Agar bu protsessda: - Т₀ - деб gazning (18.1)-( 18.2) izotermik kengayishidagi temperaturasi. Т₁ - deb gazning (18.3)-( 18.4) izotermik siqilishdagi temperaturalar desa u holda izotermik kengayishda gaz isitgichdan Q₂ issiqlik miqdorini beradi. Demak isitgichning temperaturasini, Т₀ va sovitgichning temperaturasini Т₁ desak, Karno siklini f.i.k bilan xarakterlanadi:

Bu Karnoning to`g`ri sikli ideal issiqlik mashinasidir. Bunday ideal issiqlik mashinasining f.i.k.  faqatgina isitgichning Т₀ -temperaturasi va sovutgichning Т₁ temperaturasi deb aniqlanadi.
Bu siklning o`tishi natijasiga gaz

ishni bajaradi. Bu holda isitgichdan Q₀ issiqlik miqdori olingan va sovitgichga

issiqlik miqdori berilgan bo`ladi. Demak isitgichning temperaturasi Т<sub>0</sub> qanchalik yuqori bo`lsa va sovitkichning temperaturasi Т₁ qancha past bo`lsa F.I.K. shunchalik yuqori bo`ladi. Isitgichdan olingan Q₀ issiqlik miqdorining shancha ko`p qismi ishga aylanadi va shuncha kam Q1 issiqlik miqdori sovitgichga beriladi.
Agar sovitgichning temperaturasi Т<sub>1</sub>=0 bo`lsa =1 bo`lishi mumkin. Ammo absolyut О-ni olib bo`lmaydi. Shuning uchun <1 da bo`ladi. Karno to`g`ri siklning (ideal issiqlik mashinasining) ishlash sxemasi quyidagicha:

Korno siklning qaytuvchanlikka nisbatan aksincha yo`nalishda amalga oshirish Karno ideal sovuqlik mashinasi bo`ladi. Uning sxemasi quyidagicha


Isitgichga

issiqlik miqdoori beriladi.
Karno aks siklning (ideal sovuqlik mashinasining) ishlash sxemasi 18.2-rasmda keltirilgan. Yuqorida bayon qilingan barcha xulosalarni chiqarishda biz Karno sikli ideal gaz ustida bajarildi, deb faraz qildik. Ammo termodinamikaning ikkinchi bosh qonunidan foydalanib, ixtiyoriy ishlovchi modda ustida bajarilgan qaytuvchan Karno siklning foydalanish koeffitsienti ideal gaz ustida bajarilgan Karno siklning foydali ish koeffitsientiga tengligini ko`rsatish mumkin.
Ikki parametrli muhitlar deb shunday muhitlarga aytiladiki unda barcha termodinamik funksiyalar faqat ikkita termodinamik parametrlardan bog’liq bo’ladi. Agar bu ikkki paramtrlar bosim va zichlik bo’lsa, u holda bunday muhitlarga solishtirma energiya kabi ifodalanadi.

1. 
   Agar muhit o’zini ideal siquluvchan suyiqlik kabi tutsa u holda birlik massaga to’g’ri keluvchi sirt kuchlarining bajargan ishi quyidagi ko’rinishda bo’ladi:
   

va issiqlik oqimi tenglamasi deb olinganda quyidagi ko’rinishga yoziladi:
(4.1)
2.Mukammal gazda bosim, zichlik va tempratura Klepeyron tenglamasi orqali bog’langan:
; (4.2)
-turli gazlaruchun turli qiymat qabul qiluvchi gaz o’zgarmasi. (4.2) ko’rinishdagi bosim, tempratura, zichlik muhitning boshqa fizik harakateriskalarini bog’lovchi tenglamalar holat tenglamalari deyiladi. Havo uchun
Quyidagi tenglik orqali universal gaz doimiysi va Bolsman doimiysi larni kiritish mumkin :

bu yerda m-molekulalarining o’rtacha massasi (grammda), -o’rtacha molyar massa bo’lib, quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
,
bu yerda ta komponentadan iborat berilgan hajmdagi modda miqdori mollar soni - molyar massa
,

3. Mukammal gazni molekulalari o’zaro itarish kuchi bilan o’zaro ta’sirlashuvchi gaz deb qarash mumkin. Shuning uchun bir atomli mukammal gazning ichki energiyasi undagi (zarrachalarning) atomlarning xaotik harakati kinetik energiyalari yig’indisi sifatida qaraymiz.

Xulosa
Temperaturasi bo’lgan. Bir tomoni qo’zg’almas devor bilan berkitilgan ikkinchi esa porshen o’rnatilgan silindr temperaturasi bo’lgan gaz bilan to’ldirilgan. Dastlab gaz silidrda dan gacha temperaturada kengaysin Bunda silindrning yon tomonlari va porshen issiqlik o’tkazmaydigan va uning tubi issiqlikni yaxshi o’tkazuvchi bo’lib, Temperatura o’zgarmasdan saqlab turish uchun isitkich ustida turibdi deb faras qilamiz. Porshendan yuklarni sekinlik bilan olib temperaturani o’zgartirmasdan gazning hajmini oshiramiz va holatgacha kelamiz. Silindr tagini issiqlik o’tkazmaydigan qoplama bilan qoplaymiz va porshendan yukni yana sekin olib borib holatga kelamiz. Endi porshenga yuk qo’yib o’zgarmas temperaturada gazni siqamiz, bunda temperatura ko’tarilishga harakat qiladi, shuning uchun silindr tagiga isitgich emas sovutgich o’rnatiladi. holatga yetgandan so’ng uni dastlabki qiymatigacha ortirib borib adiabatiksiqamiz va boshlang’ich holatga kelamiz.


Foydalanilgan adabiyotlar ro`yxati:

1. 
   А.В. Болгарский, Г.А.Мухачёв, В.К.Шукин. Термодинамика и теплопередача. М.”Высш.шк”, 1975 г. стр. 25-40.
   
2. 
   Ceдов.Л.И. Механика сплошной среды. М. 1982, 1-том, стр 185-190.
   
3. 
   Механика сплошных сред в задачах. Т. I. Теория и задачи. М.: Московский лицей, 1996, 396 с. Под ред. М.Э. Эглит.
   
4. 
   www.arxiv.uz
   
5. 
   www.ziyonet.uz