Kimyoviy ishlab chiqarishning energetik texnologiyasi texnik termodinamika

1.6. Issiqlik sig’imi

Jism holatini cheksiz kichik o’zgarishida jism tomonidan olingan issiqlik miqdorini (∂Q)bu holat bilan bog’liq bo’lgan jism haroratining( dT) o’zgarishiga nisbati berilgan termodinamik jarayonda jismning issiqlik sig’imi deyiladi (rasm 1.9):

(1.44)

(1.45)
(1.46)

Odatda issiqlik sig’imi modda miqdori birligi bo’yicha olinadi. Bundan kelib chiqib, issiqlik sig’imining quyidagi turlari farqlanadi:

-solishtirma massaviy issiqlik sig’imi, 1 kg gazga nisbatan (J/(kg*K);

-solishtirma hajmiy issiqlik sig’imi, normal termodinamik sharoitlarda 1 m³ gazga nisbatan, J/(nm³*K)

-solishtirma molyar issiqlik sig’imi, 1 molь gazga nisbatan, J/(molь*K).

SHuni ta’kidlash kerakki, issiqlik sig’imini belgilashda jarayon turini albatta ko’rsatish kerak, chunki bitta ishchi jismni haroratini 1K. Ga isitish uchun jarayon turidan kelib chiqib turli miqdorda issiqlik talab etiladi. Termodinamikaning birinchi qonuniga asosan va jarayon turidan kelib jismga berilayotgan issiqlik nafaqat jismni tchki eenergiyasini oshirishga, balkim boshqa maqsadlarda ham foydalaniladi, bu esa haroratni oshishiga yoki bevosita ishga aylanishiga olib keladi. Bundan tashqari, termodinamik jarayonda bajarilayotgan ish miqdori berilayotgan issiqlik miqdoridan ko’p bo’lishi mumkin, ya’ni ish qisman sistemani ichki energiyasini kamayishi hisobiga bajariladi , bu esa jismni haroratini pasayishiga olib keladi (rasm 1.10) . shunday qilib issiqlik sig’imi qiymati (jarayon turi ko’rsatilmaganda) -∞ dan+ ∞ oralig’ida o’zgarishi mumkin.

Rasm 1.9. issiqlik sig’imning fizikaviy ma’’nosi

Rasm 1.10 Turli termodinamik jarayonlarda issiqlik sig’imi qiymati.
T ermodinamik hisoblarda izoxor issiqlik sig’imi (doimiy hajmli jarayonlarning issiqlik sig’imi) eng yuqori qiymatga ega:

(1.47)
S Huningdek izobar issiqlik sig’imi ham (doimiy bosimli jarayonlarning issiqlik sig’imi) yuqori qiymatga ega:

(1.48)
Izoxor va izobar issiqlik sig’imlari nisbati Mayer tenglamasi bilan aniqlanadi.
(1.49)

Izobor jarayonlarda muhandislik hisoblari uchun issiqlik sig’imining sistema entalьpiyasi bilan bog’liqlik nisbati keng qo’llaniladi. Ushbu nisbatning differentsial ko’riiinishi quyidagich yoziladi.

(1.50)

Integral ko’rinishida- (1.51)

R eal gazlar uchun S_r-S_v>R bo’ladi, chunki ularning izobar kengayishida nafqat tashqi kuchlarga qarshi, balkim tortishishni molekulalararo kuchlariga qarshi ham ish bajariladi, bu eesa issiqlikning qo’shimcha sarfiga olib keladi. SHu sababli issiqlik sig’imi qiymati eksperimental yo’l bilan aniqlanadi. Lekin hossalari ideal gazlar hossalariga yaqin bo’lgan gazlarning issiqlik sig’imini statistik fizika usullari bilan hisoblash mumkin:

(1.52)
Bu yorda S_v- izobar issiqlik sig’imi,kJ/(kmol*K); i-molekulani eerkinlik darajasi soni (du=f(i)).

Jadval 1.1.

Real gazlarga nisbatan molekulyar-kinetik nazariyani qo’llanishi

modda

Ayrim real gazlarga nisbatan molekulyar-kinetik nazariyani qo’llash mumkinligi darajasi bo’yicha hisob natijalari keltirilgan.