Ma’ruza kirish. Asosiy tushunchalar. Holat pametrlari

Termodinamikaning ikkinchi qonuni

Bosh masala hisoblangan termodinamikaning ikkinchi qonuni izohlashga ham yetib keldik. Ikkinchi qonunning ikkita klassik ta’rifi mavjud: ma’lumbo’lgan Kelvin – Plank ta’rifi va Klauziz ta’rifi.

Kelvin-Plank ta’rifi: Bir siklda boshqariladigan mashina qurish murakkabdir va uni ish bajarmasdan foydali tomonlari bo’lmaydi va issiqlikning almashinishi yolg’iz rezervuarda boradi. 5.8Chizmaga qarang.Bu ta’rif issiqlik mashinalari bilan bog’liq bo’ladi. Buning natijasida, issiqlikka berilgan issiqlik miqdori bajarilgan ish miqdoriga teng bo’lmaydi. Yuqori haroratdagi ishchi oqimdan past harorat qismiga issiqlik uzatiladigan yagona muqobil yo’nalishiga ega. Shu sababli, agar ikki xil bosqichdagi harorat bo’lsa issiqlikning uzatilishi orqali ish bajara oladi : issiqlik mashinasiga yuqori haroratdan uzatilgan issiqlik va issiqlik mashinasidan past haroratli qismga berilgan issiqlik miqdori.
Bu Termik koeffitsiyenti 100 % bo’lgan issiqlik mashinasini qurish imkoniyati mavjud emasligini anglatadi.
Klauziz ta’rifi:Bir siklda boshqariladigan mashina qurib bo’lmaydi va sovuq qismdan issiq qism tomon jarayonlar hech qachon bormaydi. 5.9 chizmaga qarang.Bu ta’rif muzlatgich va issiqlik mashinalari bilan bog’liq. Buning ta’sirida, bu ta’rif ishni qabul qilmasdan muzlatgichning ishlamasligini bildiradi.Bu shuningdek FIK cheksiz bo’lmasligini anglatadi.Uchta kuzatuv ikkita ta’rifni vujudga keltirishi mumkin.
Birinchi kuzatuv: ikkalata’rif ham zid. Buni albatta isbotlashning imkoni yo’q. Biroq, biz termodinamikaning ikkinchi qonunini tajribalarga tayangan holda (boshqa tabiat qonunlari kabi) ta’riflay olamiz. Har bir muhim tajribalar to’g’ri yoki to’g’ri bo’lmagan tekshiruvlar orqali tasdig’ini topadi. Demak, ikkinchi qonunning asosi dadil tajribalar.⁸
Ikkinchi kuzatuv shundan iboratki ikkala ta’rif ham ikkinchi qonunga ekvivalent. Ikkita ta’rif bir birini inkor qilmagandagina o’rinlidir. Bu Klauzis va Kelvin-Plank ta’riflarining inkorida ko’rinadi. Bu qurilma 5.10 Chizmaning chap tarafidagi sovutgich ishni talab etmaydi va shu sababli Klauzis ta’rifini inkor qiladi. Issiqlik miqdori QL past haroratli rezervuardan sovutgichga berilayotgan bo’lsin, va issiqlik miqdorining ma’lum qismi yuqori harorat rezervuariga uzatilayotgan bo’lsin. Issiqlik miqdori QH yuqori harorat rezervuaridan issiqlik mashinasiga yuborilgan issiqlik miqdori QL dan kattaroq bo’lsin, va mashina QL issiqlik miqdorini qabul qilmasa u W ishning miqdoriga aylanadi, buning ifodasi .
Chunki past haroratli rezervuarga foydali issiqlik miqdori uzatilmadi, past haroratli rezervuar issiqlik mashinalari va sovutgich bilan birga bir siklda ishlaydigan qurilmalar deb hisoblana oladi va rezervuarning o’zida issiqlik almashinishi hech qanday samara beraydi.Shu sababli Klauzis ta’rifini inkori Kelvin plank ta’rifini inkorini nazarda tutadi. Bu ikkita ta’rifning ekvivalentligi, ularning inkor ma’nolarining bir xil bo’lishini anglatadi. Qolgan masalalar studentning o’ziga havola. Uchinchi kuzatuvlarning ta’kidlashicha termodinamikaning ikkinchi qonuni abadiy dvigateln mashinasi yaratib bo’lmasligini bildiradi.Birinchi abadiy dvigatel mashinasi, hech qanday massa yoki energiyasiz ish bajaradi, shu sababli birinchi qonunni inkor etadi. Ikkinchi abadiy dvigatel mashinasi manbadan issiqlik oladi va keyin to’laligicha energiyaning turli ko’rinishlariga aylantirib beradi, shuning uchun bu ikkimnchi qonunni inkor estadi. Uchinchi abadiy dvigatel hech qanday ishqalanishsiz bo’ladi, va shu sababli noaniq harakatda bo’ladi, lekin ish bajarmaydi.
Issiqlik mashinasi ikkinchi qonunni inkor qiladi ketma-ket bosqich orqali abadiy dvigatel qurilishi mumkinligini anglatadi. Okeanlardan yuqori harorat qismiga issiqliqlik nasoslari orqali issiqlik miqdori QL ni uzatadi. Ish W qabul qilmaydi va yuqori haroratli qismga yuborilgan issiqlik miqdori QH bo’ladi. Ma’lum issiqlik mashinasiga uzatilgan issiqlik miqdori ikkinchi qonunning Kelvin-Plank ta’rifiga qarshilik qiladi va bajarilgan ish miqdori . Qabul qilinmagan QH-QL miqdor issiqlik nasosi harakatiga, qolgan foydali ish esa kema harakatiga uzatiladi. Shu sababli, biz okenan va atmosfera kabi bepul tabiiy resurslar orqali ishlaydigan abadiy dvigatel mashinaga ega bo’lamiz.