Kompyuter injinerligi

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT

TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI

RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI

MUHAMMAD AL-XORAZIMI NOMIDAGI

TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI

UNVIRERSITETI
FARG’ONA FILIALI
“ KOMPYUTER INJINERLIGI” FAKUL’TETI

“FIZIKA” FANIDAN

“ TABIY FANLAR “KAFEDRASI
IQTIDORLI TALABASI
----------------------------------------------------
«FIZIKA»
Fanidan
R E F E R A T
MAVZU : TERMODINAMIK MUVOZANATDA

BO'LMAGA TIZIMLARDA KO'CHISH HODISALARI

TOPSHIRDI: -------------------
QABUL QILDI: P.MAVLONOV

TERMODINAMIK MUVOZANATDA BO'LMAGAN

TIZIMLARDA KO'CHISH HODISALARI

REJA:

1. KIRISH: TERMODINAMIK HAQIDA MALUMOT

2. TERMODINAMIK MUVOZANAT

3. MUVOZANAT VA MUVOZANATSIZ TERMODINAMIKA FARQI

4. MUVOZANATSIZ HOLAT O'ZGARUVCHANLIGI S. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR

6. XULOSA

Termodinamika haqida malumot

Termodinamika - termodinamik muvozanat holatida turgan makroskopik tizimlarning umumiy xossalariga bu holatlar orasidagi utish jarayonlari togrisidagi fan. T. fundamental qonun va tamoyillar asosida quriladi.

T.ning birinchi bosh qonuni tizimning energiya saqlanish qonuni bolib, unga, asosan, tizim ozining ichki energiyasi yoki qandaydir tashqi energiya manbai hisobiga ish bajarishi mumkin. Bu kmunni Yu. R. Mayer tariflagan. G. Gelmgolts aniqroq shaklga keltirgan 1874. T.ning ikkinchi bosh qonuni quyidagicha: issiqlik energiyasi ishga aylanish jarayonida toliq miqdorda ishga aylanmaydi, issiqlik sovuq tizimdan issiq tizimga ozozidan ota olmaydi. Bu qonunni R. Klauzius tariflagan 1850. Bu konunga asosan, har qanday mashina uzatilgan issiklikni toliq ishga aylantira olmaydi, issiklikning malum qismi sovitkichda qoladi qarang Kamno sikli.

T.ning uchinchi bosh qonuni entropiyaning mutlaq qiymatini aniqlaydi; Nernstning issiqlik qonuni deb ham ataladi. Bu qonunga kora, ixtiyoriy tizimning entropiya S si mutlaq nolga intiladigan har qanday temperatura T.da bosimga, zichlikka bogliq bolmagan eng oxirgi chegaraviy qiymatiga erishadi. 1911 yilda M. Plank bu qonunni quyidagicha ifodalagan: temperatura mutlaq nolga intilganda tizim entropiyasi ham nolga intiladi.

T. umumiy yoki fizik Iga, T. qonunlarini issiq texnikasiga tathi qiluvchi texnik T.ga, T. qonunlarini kimyoviy vn fizikkimyoviy jarayonlarga tatbiq qiluvchi kimyoviy T. g, 1 qonunlari yordamida qaytmas jarayonlarni organuvchi qaytmas jarayonlar Tsiga bolinadi. Termodinamik muvozanat-termodinamik tizim holati; bunda tizimni tavsiflovchi barcha parametrlar aniq qiymatlarga ega bo'lib, bu qiymatlar tashqi muhit oʻzgarmasa, istagancha vaqt davomida o'zgarmay qolaveradi.

Termodinamik muvozanat holatiga o'tgan tizimda issiqlik o'tkazuvchanlik, diffuziya kabi har qanday qaytmas jarayonlar to'xtaydi.

Tizimning tashqi muhit bilan o'zaro munosabatiga qarab, uning Termodinamik muvozanat holatiga o'tganligini turli fizik kattaliklarning kuzatilayotgan sharoitidagi erishgan chegaraviy qiymatlari orqali anildash mumkin. Mac, tashqi muhitdan adiabatik tarzda ajratilgan tizimda entropiya o'zining erishishi mumkin bo'lgan eng katta qiymatga ega bo'ladi. termostatdagi tizim uchun erkin energiya eng kichik qiymatni oladi;

o'zgarmas tashqi bosim ta'sirida bo'lgan termostatdagi tizim uchun Gibbs termodinamik potensiali eng kichik qiymatga erishadi. Agar sisteron jarayon davomida dastlabki holatiga qaytib kelmasa, bunday jarayonga gavimas qaytmas jarayon deyiladi. Agar to Agar to'g'ri va teskari jarayondan so'ng sistema dastlabki holatiga qaytib kelsa-yu, atrof muhitda o'zgarish yuz bersa, bu jarayon qaytmas jarayondir. Tabiatdagi real jarayonlar qaytmas jarayonlardir. Ularga ko'p ko'plab misollar keltirish mumkin. Masalan: isiqlik o'tkazuvchanlik, nurlanish, ishqalanish va boshqalar. Qaytuvchan

jarayonda sistema dastlabki holatiga qaytib keladi, atrof muhitda xech qanday o'zgarish yuz bermaydi. To'g'ri va teskari yo'nalishda sodir bo'luvchi qaytuvchan jarayonda sistema bir holatdan turli turli yo'nalishda o'tishi va shu holatga qaytib kelishi mumkin. Qaytuvchan jarayon deb, har ikki yo'nalishda ham o'ta oladigan va dastlabki o'zining holatiga atrofdagi jismlarda hech qanday o'zgarish qilmasdan qaytadigan jarayonga aytiladi. Real sharoitda qaytuvchan jarayonni amalga oshirib bo'lmaydi. Lekin juda sekin sodir bo'luvchi ayrim jarayonlar qaytuvchan bo'lishi

mumkin. Qaytuvchan jarayon muvozanatli jarayon hamdir. U bir necha muvozantli holatlarning to'plamidan iborat. Ideal gaz uchun Karna tsikli va uning fik. Karno TD ning Il-qonuniga asoslanib quyidagi teoremani chiqaradi: Sovutgich va isitgichini temperaturasi bir xil bo'lgan davriy ravishda ishlaydigan hamma issiqlik mashinalarini ichida qaytuvchan

protsess bilan ishlovchi eng katta fik ega bo'lib, ularning f.i.k. issitgich va sovutgichning temperaturalari bir xil bo'lganida bir-biriga teng bo'ladi va mashinani konstruktsiyasi va ishchi moddaning tabiatiga bog'liq

bo'lmaydi. Kamo o'rgangan tsikl ikkita izoterma va ikkita adiabatadan iborat. Kamo tsiklida ishchi jism bo'lib, poroshenp ostidagi idishda joylashgan ideal gaz hizmat qilishi mumkin.

Muvozanat va muvozanatsiz termodinamikaning farqi

Chuqur farq muvozanatni muvozanatsiz termodinamikadan ajratib turadi. Muvozanat termodinamikasi jismoniy jarayonlarning vaqt yo'nalishlarini inobatga olmaydi. Aksincha, muvozanatsiz termodinamika o'z vaqtlarini doimiy tafsilotlar bilan tavsiflashga urinadi.

Muvozanat termodinamikasi uning mulohazalarini termodinamik muvozanatning dastlabki va oxirgi holatlariga ega bo'lgan jarayonlar bilan cheklaydi: jarayonlarning vaqt kurslari ataylab e'tiborsiz qoldiriladi. Binobarin, muvozanat termodinamikasi termodinamik muvozanatdan yiroq holatlar orqali o'tadigan jarayonlarga imkon beradi, ularni hatto

muvozanatsiz termodinamikaga qabul qilingan o'zgaruvchilar ham ta'riflab berolmaydi.[4] harorat va bosimning o'zgarishi vaqt stavkalari kabi.[5] Masalan, muvozanat termodinamikasida muvozanatsiz termodinamika bilan ta'riflab bo'lmaydigan kuchli portlashni ham o'z ichiga olgan jarayonga ruxsat beriladi.[4] Muvozanat termodinamikasi nazariy rivojlanish uchun "kvazi-statik jarayon" ning idealizatsiyalangan tushunchasidan foydalanadi. Kvazi-statik jarayon - bu termodinamik muvozanat holatlarining uzluksiz yo'li bo'ylab kontseptual (abadiy va jismonan imkonsiz) silliq matematik o'tish.[6] Bu amalda yuz berishi mumkin bo'lgan jarayon emas, balki differentsial geometriyadagi mashqdir.

Muvozanatsiz termodinamikaga, aksincha, uzluksiz vaqt kurslarini tavsiflashga urinish, bunga muhtoj holat o'zgaruvchilari muvozanat termodinamikasi bilan juda yaqin aloqada bo'lish.[7] Bu muvozanatsiz termodinamikaning doirasini chuqur cheklaydi va uning kontseptual doirasiga katta talablar qo'yadi.

Muvozanatsiz holat o'zgaruvchilari

Muvozanatsiz termodinamik holat o'zgaruvchilarini belgilaydigan mos munosabatlar quyidagicha. Tizim termodinamik muvozanatga etarlicha yaqin bo'lgan holatlarda sodir bo'lganda; muvozanatsiz holat o'zgaruvchilari shunday bo'ladiki, ular termodinamik holat o'zgaruvchilarini o'lchash uchun ishlatiladigan texnikada yoki shunga mos ravishda etarli darajada aniqlikda mahalliy darajada o'lchanishi mumkin. vaqt va makon hosilalari, shu jumladan moddalar va energiya oqimlari. Umuman olganda, muvozanatsiz

keng muvoza holati oʻzgaruvchilarining fazoviy zichligi sifatida belgilanishi kerak. Tizim termodinamik muvozanatga etarlicha yaqin bo'lgan hollarda, intensiv muvozanat bo'lmagan holat o'zgaruvchilari, masalan, harorat va bosim, muvozanat holati oʻzgaruvchilariga juda mos keladi. Tegishli bir xillikni anglash uchun o'lchash zondlari etarlicha kichik va tezda javob beradigan bo'lishi kerak. Bundan tashqari, muvozanat holatining o'zgaruvchilari muvozanat termodinamik holati o'zgaruvchilari o'rtasidagi mos keladigan

munosabatlarga o'xshash tarzda matematik jihatdan bir-biri bilan bog'liq bo'lishi talab qilinadi.[8] Aslida, bu talablar juda talabchan bo'lib, ularni qondirish qiyin yoki amaliy, hatto nazariy jihatdan imkonsiz bo'lishi mumkin. Bu muvozanat bo'lmagan termodinamikaning bajarilayotgan ish ekanligining bir qismidir.

Mavozanatsiz tizimilar ancha murakkab va ular yanada kong miqdordagi seberanishlarga duch kelishi mumkin. Chegaraviy sharlar ularga tez-tez termodinamik kuchlar deb ataladigan harorat gradyanlari yoki buzilgan kollektiv harakatlar (kesish harakatlari, girdoblar va boshqalar) kabi intensiv o'zgaruvchilarni yuklaydi. Agar muvozanat termodinamikasida erkin energiya juda foydali bo'lsa, shuni ta'kidlash kerakki, energiyaning muvozanatsiz xususiyatlarini belgilaydigan umumiy qonun yo'q, chunki termodinamikaning ikkinchi qonuni entropiya muvozanat termodinamikasida. Shuning uchun bunday hollarda Legendre konvertatsiyasini yanada kengroq ko'rib chiqish kerak. Bu Massening kengaytirilgan salohiyati, ta'rifi bo'yicha entropiya (5) to'plamining vazifasidir keng miqdorlar. Har bir katta miqdor konjuge intensiv o'zgaruvchiga ega (bu erda intensiv o'zgaruvchining cheklangan ta'rifi ushbu havolada keltirilgan ta'rif bilan taqqoslash uchun ishlatiladi). shunday qilih:

Keyin kengaytirilganni aniqlaymiz Massie funktsiyasi quyidagicha: qayerda bu Boltsmanning doimiysi, qayerdan. Mustaqil o'zgaruvchilar intensivlikdir.

Zichlik-bu butun tizim uchun amal qiladigan global qadriyatlar Chegaralar tizimga turli xil mahalliy sharoitlarni (masalan, harorat farqlari) o'rnatganda, o'rtacha qiymatni ifodalovchi intensiv o'zgaruvchilar, boshqalari esa gradyanlarni yoki undan yuqori momentlarni ifodalaydi. Ikkinchisi - bu tizim orqali keng xususiyatlarga ega boʻlgan oqimlarni boshqaradigan termodinamik kuchlar.

Legendre konvertatsiyasi, muvozanatda bo'ladimi yoki yo'qligidan qat'iy nazar, statsionar holatlar uchun kengaytirilgan Massie funktsiyasining minimal sharoitida entropiyaning maksimal holatini (muvozanatda amal qiladi) o'zgartirishi ko'rsatilishi mumkin.

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR

Manbalar

Kallen, X.B. (1960/1985). Termodinamika va termostatistikaga kirish. (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, ISBN 0-471-86256-8.

Eu, miloddan avvalgi (2002), Umumiy termodinamika. Qaytmas jarayonlar termodinamiği va umumlashtirilgan gidrodinamika, Kluwer Academic Publishers, Dordrext. ISBN 1-4020-0788-4

Glansdorff, P., Prigojin, 1. (1971), Struktura, barqarorlik va tebranishlarning termodinamik nazariyasi, Wiley-Interscience, London, 1971, ISBN 0-471 30280-5

Grandy, W.T., Jr (2008), Entropy and the Time Evolution of Macroscopic Systems, Oksford universiteti matbuoti. ISBN 978-0-19-954617-6

Gyarmati, 1, (1967/1970). Muvozanatsiz termodinamika. Dala nazariyasi va variatsion tamoyillar, translated from the Hungarian (1967) by E. Gyarmati and W.F. Heinz, Springer, Berlin.

Lieb, E.H., Yngvason, J. (1999). Termodinamikaning ikkinchi qonuni fizika va matematika', Fizika bo'yicha hisobotlar. 310: 1-96. Buni ham ko'ring. Manbalar

Kallen, X.B. (1960/1985). Termodinamika va termostatistikaga kirish, (1st edition 1960) 2nd edition 1985, Wiley, New York, ISBN 0-471-86256-8.

Eu, miloddan avvalgi (2002), Umumiy termodinamika. Qaytmas jarayonlarning termodinamiği va umumlashtirilgan gidrodinamika, Kluwer Akademik nashriyoti, Dordrext, ISBN 1-4020-0788-4.

Glansdorff, P., Prigojin, 1. (1971), Struktura, barqarorlik va tebranishlarning termodinamik nazariyasi, Wiley-Interscience, London, 1971, ISBN 0-471 30280-5.Grandy, W.T., Jr (2008). Entropiya va vaqt evolyutsiyasi

pik tizimlar. Oksford universiteti muthuori ISBN 978-0-19 954617-6.

Gyarmati, I. (1967/1970), Muvozanatsiz termodinamika, Dala nazariyasi va variatsion tamoyillar, translated from the Hungarian (1967) by E.Gyarmati

va V.F. Xaynts, Springer, Berlin. Lieb, E.H., Yngvason, J. (1999). "The physics and mathematics of the second law of thermodynamics, Fizika bo'yicha hisobotlar, 310: 1-96. See also this.Lavenda, B.H. (1978). Qaytarib bo'lmaydigan jarayonlarning termodinamikasi, Makmillan, London,

XULOSA

Muvozanatsiz termodinamika - bu aniqlanmagan bino emas, balki bajarilayotgan ish. Ushbu maqola unga ba'zi yondashuvlarni va u uchun muhim bo'lgan ba'zi bir tushunchalarni eskiz qilishga urinish.

Muvozanatsiz termodinamika uchun alohida ahamiyatga ega bo'lgan ba'zi tushunchalarga energiya tarqalishining vaqt tezligi kiradi (Rayleigh 1873,[9] Onsager 1931, [10] shuningdek[8][11]), entropiya ishlab chiqarish vaqtining tezligi (Onsager 1931),[10] termodinamik maydonlar,[12][13][14] dissipativ tuzilish,[15] va chiziqli bo'lmagan dinamik tuzilish.[11]

Qiziqishning bir muammosi- bu muvozanat bo'lmaganlikni termodinamik o'rganish barqaror holatlar, unda entropiya ishlab chiqarish va ba'zilari oqimlar nolga teng emas, ammo yo'q vaqt o'zgarishi jismoniy o'zgaruvchilar.

Muvozanatsiz termodinamikaning dastlabki yondashuvi ba'zida "klassik qaytarilmas termodinamika" deb nomlanadi.[3] Muvozanatsiz termodinamikaning boshqa yondashuvlari mavjud, masalan kengaytirilgan qaytarilmas termodinamikasi,[3][16] va umumiy termodinamika,[17] ammo hozirgi maqolada ular deyarli tegmagan