Issiqlik mashinasining ish prinsipi

Dars.№ 23
Issiqlik mashinasining ish prinsipi. Issiqlik dvigatellari . Tabiatni muhofaza qilish.
Reja;
1. Issiqlik mashinasining ish prinsipi.
2. Issiqlik dvigatellari .
3. Tabiatni muhofaza qilish.
Termodinamika taraqqiyoti ko’p jihatdan issiqlik mashinalari ishini tahlil qilish bilan bog’liq. Bu ishni 1824 yilda fransuz injeneri S.Karno «o’tning harakatlantirish kuchi va bu kuchni vujudga keltirishga qodir mashinalar» kitobida amalga oshirdi. Karnoning asosiy g’oyasi shundan iboratki, issiqlik mashinasi faqat issiqlik yutish hisobiga ish bajarmasdan, balki uning temperaturali issiqlik manbai – qizdirgichdan temperaturali sovitkichga, ya’ni sovuq jismga o’tishi tufayli ish bajaradi.
S.Karno birinchi bo’lib sikllar metodi ni ishlab chiqdi. Sikl – protsesslar ketma-ketligi bo’lib, ular oqibat natijada shu protsesslarda ishtirok etadigan jismlar sistemasini dastlabki holatga qaytaradi. Sikllar metodi termodinamika taraqqiyotiga katta ta’sir ko’rsatadi va ko’rsatib kelmoqda.
Sistema holatining o’zgarishi, odatda, uch asosiy parametr: temperatura T, bosim r va hajm V o’zgarishi bilan ifodalanadi. Ma’lumki, bir mol ideal gaz uchun tenglama bajariladi. Fransuz fizigi B.Klapeyron 1834 yilda birinchi bo’lib siklni tashkil etuvi protsesslarni shu tenglama yordamida diagrammada ifodalashni taklif qildi. Agar bu diagrammaning ordinatalar o’qiga bosimni, abtsissalar o’qiga hajmni qo’yilsa, sistema holatining o’zgarishini ifodalovchi berk egri chiziq ichidagi yuz sikl natijasida sistema bajargan ishni bildiradi (rasmga q.). Siklning foydali ish koeffitsiyenti (FIK) bajarilgan ishning sarflangan issiqlikka nisbatidan iborat:

bunda - sistema yutgan issiqlik; - ajralgan issiqlik; - bajarilgan ish (termodinamikaning birinchi qonuniga muvofiq ). Karno sikli - qaytar aylanma protsess bo’lib, unda issiqlik ishga aylanadi. Rasmdan ko’rinib turibdiki, u ikki izoterma va ikki adiabatadan iborat. Birinchi bosqichda (1-2) issiqlik mashinasi tsilindri qizdirgichga tutashtiriladi: tsilindrdagi gaz issiqlik oladi va doimiy temperatura da kengayib, ish bajaradi. Ikkinchi bosqichda (2-3) sistema adiabatik ajratilgan (issiqlik olmaydi ham, bermaydi ham), gaz kengayishda davom etadi. Bunday adiabatik kengayishda ish sistemaning ichki energiyasi hisobiga bajariladi va temperatura gacha pasayadi. Uchinchi bosqichda (3-4) izotermik siqilish boshlanadi: tsilindr sovitkichga tutashtiriladi; gaz ma’lum miqdordagi issiqlikni sovitkichga beradi va doimiy temperatura da siqiladi. Nihoyat, to’rtinchi bosqichda gaz adiabatik siqiladi, temperatura gacha ko’tariladi va sistema dastlabki holatga qaytadi.
Karno siklining foydali ish koeffitsiyenti u tsilindrdagi ish moddasi tabiatiga bog’liq bo’lmaydi. Xuddi shu va temperaturalarda katta FIK ga erishadigan boshqa sikl mavjud emas.
Karno sikli termodinamika (xususan, termodinamikaning ikkinchi qonuni shu sikl asosida ifodalangan) hamda teplotexnika taraqqiyotida muhim rol o’ynagan va hozirgacha issiqlik mashinalarining ishini tahlil qilishda undan foydalaniladi
Mustahkamlash.
t₁ = 10⁰C haroratli M = 200 kg muzdan t₂ =20⁰C haroratli suv olish uchun FIK =40% bo`lgan o`choqda qancha o`tin yoqish kerak ? Muzning solishtirma issiqlik sig`imi C₁ = 2,1 kJ/(kg.k)
Suvniki esa C₂ = 4,2 kJ/(kg.k) , muzning solishtirma erish issiqligi =330 kJ/kg , o`tinning solishtirma yonish issiqligi q = 10M J .
Masala .№1 kg
B – n . Q_F
t₁ = -10⁰C = ^________ ; Q_F = C₂M₁t₂ + C₁M₁t₁ + M ; Q_um = mq
M = 200 kg Q_um
t₂ = 20⁰C ( C₂t₂ –C₁t₁ + ) M (C₂t₂ – C₁t₁ + )M
= 0,4 = ^{____________________________} ; m = ^{__________________________}
C₁ = 2,1 ^.10³ J/(kg.k) mq ^. q
C₂ = 4,2 ^.10³ J/kg ( 4,2 ^.10^3.20 – 2,1^.10³ ( -10 ) +330^.10³ ) ^.200
= 330 ^.10³ J/ kg m = ^{________________________________________________________} = 22 kg
q = 10⁷ J . 0,4 ^. 10⁷
kg
^{__________________________}
m - ?

Masala.№2
Solishtirma issiqlik sig`imi C bo`lgan bir bo`lak metal h balandlikdan erkin tushmoqda . Agar uning k qismi mexanik energiyasi ichki energiyaga aylansa yerga urilganda uning harorati qancha oshadi ?


Berilgan. kgh
C , h Ye: Cm∆T = mgh ^. k ∆T = ^{_________
_________} C
∆T -?

Uyga vazifa
Massalari bir xil bo`lgan ikkita qo`rg`oshin shar v va 2v tezlik bilan bir-biriga tomon harakatlanmoqda .Noelastik sharlar haroratining ortishi ∆t ni aniqlang . Qo`rg`oshinning solishtirma issiqlik sig`imi C ga teng .

1.A.G.G’aniyev “Fizika -1” Akademik litsiy va kollejlar uchun

2.Sh.Shodiyev “ Fizika” 8 sinf darsligi
3.Remkeyvich “Fizikadan masalalar to’plami”
4. “Fizika 7 sinf” To’rdiyev. N.Sh