Сиғими 5-масала

АМАЛИЙ МАШҒУЛОТ №3


3. ГАЗЛАРНИНГ ИССИҚЛИК СИҒИМИ


5-масала
Иссиқлик сиғимининг ҳароратга боғлиқ равишда ўзгариши чизиқли бўлмаган ҳолат учун, ўзгармас босим остида, таркиби бўлган 1м³ газларнинг аралашмасини 200 ⁰С дан 1200 ^оС гача қиздириш учун керак бўлган иссиқлик миқдори топилсин.
Ечиш
Қиздириш учун керак бўлган иссиқлик миқдори қуйидаги тенгламадан топилади:


Бу тенгламага иловада берилган 4, 5 ва 8-жадваллардан иссиқлик сиғимларининг қийматларини қўйсак, керак бўлган иссиқлик миқдори топилади:

q_р =1582 кЖ/м³


3-вазифа
Ҳажми V бўлган баллонда ҳарорати t₁ ва босими Р₁ бўлган газ бор. Газни совутгандан кейин унинг ҳарорати t₂ гача пасайган. Газнинг массаси, кейинги босими ва чиқарилган иссиқлик миқдори топилсин:
1-ҳолат - С = соnst
2-ҳолат - С = f (t) чизиқли;
3-ҳолат - С = f (t) эгри чизиқли.
Масалани ечиш учун маълумотлар 3- жадвалда берилган.
3-жадвал

Шифрнинг охирги сони	V, м^3	Р1, МПа	t1, ^0С	Шифрнинг охиридан олдинги сони	t2, ^0С	Г а з
0	0,11	1,0	100	0	27	CО2
1	0,15	0,5	90	1	20	О2
2	0,20	0,8	60	2	7	CО
3	0,35	1,5	120	3	17	ҳ а в о
4	0,45	2,0	150	4	27	N2
5	0,70	0,5	200	5	25	SО2
6	0,30	0,9	80	6	20	H2
7	0,25	1,2	75	7	15	H2О
8	0,55	2,5	40	8	19	CО
9	0,45	2,1	130	9	10	H2

Назорат саволлар ва топшириқлар

1. 
   Термодинамика нимани ўрганади? Қишлоқ ва сув хўжалиги ишлаб чиқариши соҳаларида амалий масалалар ечишда техникавий термодинамиканинг аҳамиятини таърифланг. 2. Термодинамика тизими нима? 3. Ҳолат параметрлари тавсифини ва аниқланишини келтиринг. Мос ҳолларда мисоллар келтиринг. 4. Ҳолат иссиқлик параметрлари асосий маълумотларини гапириб беринг. 5. Идеал ва реал ишчи жисм учун ҳолат параметрлари орасидаги функционал боғланишларни келтиринг. Газ доимийси нима? Газ аралашмаси учун ҳолат тенгламасини келтиринг ва тенгламага киритилган ҳар бир катталиклар физик маъносини айтинг. 6. Газ аралашмаси учун парциал босим ва парциал ҳажм қандай аниқланади ? Газ аралашмаси учун газ доимийси, компонентларнинг массавий ва хажмий улушлари қандай аниқланади?
   

АМАЛИЙ МАШҒУЛОТ №4


4. ТЕРМОДИНАМИКА ЖАРАЁНЛАРИ

6-масала

Бошланғич кўрсаткичлари Р₁ = 6,8 МПа ва t₁ = 12 ⁰С бўлган V = 300 л ҳажмидаги карбонат ангидриди (СО₂) t₂ = 85 ⁰С гача қиздирилган.
Газнинг кейинги босимини, массасини ва қиздириш учун сарфланган иссиқлик миқдорини изохорик ва изобарик жараёнлар учун аниқланг. С = соnst деб қабул қилинган.
Ечиш
а) Изохорик жараён учун газнинг кейинги босими



Корбонат ангидриднинг массасини идеал газларнинг ҳолат тенгламасидан аниқлаймиз:


Сарфланган иссиқлик миқдори


б) Изобарик жараён учун:
Бу жараёнда р = cоnst бўлгани учун р₂ = р₁ = 6,8 МПа, газ миқдори ҳам ўзгармас - М = 38 кг.
Сарфланган иссиқликнинг миқдори



кЖ/кг ^оС
7-масала
Массаси М = 115 кг, бошланғич ҳолат кўрсаткичлари р₁ = 3,7 МПа ва t₁ = 50 ⁰C бўлган водород р₂ = 0,25 МПа гача кенгайган.
Изотермик ва адиабатик кенгайиш жараёнлари учун водороднинг охирги ҳолат кўрсаткичларини, иссиқлик миқдорини, бажарилган ишни ва ички энергиянинг ўзгаришини аниқланг.


Ечиш
а) Изотермик жараён учун:
Бу жараёнда T = cоnst бўлгани учун t₂ = t₁ = 50 ⁰C.
Идеал газларнинг ҳолат тенгламасидан водороднинг кейинги ҳажмини аниқлаймиз:
м³
Водородни қиздириш учун сарфланган иссиқлик миқдори

Бажарилган иши L = Q = 424 МЖ
Изотермик жараёнда T₁ = T₂ бўлганлиги учун ички энергиянинг ўзгариши

б) Адиабатик жараён учун:
Водороднинг кейинги ҳарорати

Ҳажми

Адиабатик жараёнда Q = 0 .

Ички энергиянинг ўзгариши

8-масала
Ҳарорати t₁ = 24 ⁰C, массаси 1 кг ҳаво политропик жараёнда ҳолати ўзгариши натижасида босими Р₂ = 2,4 МПа ва ички энергиясининг ўзгариши u = 30 кЖ/кг га тенг бўлди. Бунда l = - 52 Ж/кг миқдорда иш сарфланди.
Шу жараён учун политропик кўрсаткичини, ҳавонинг аввалги ва кейинги ҳолат кўрсаткичларини, энтропия ва энтальпиялари ўзгаришини аниқланг.
Ечиш
Ички энергиянинг ўзгариши тенгламаси u = с_v(T₂ - T₁) дан жараён охиридаги ҳавонинг ҳароратини топамиз:
, бу ерда


кЖ/кг⁰С
с_v = 20,93моль [Илова, 2-жадвал].
Бажарилган иш тенгламаси дан политропик кўрсаткични аниқлаймиз:
,
бу ерда

Ҳавонинг бошланғич босимини қуйидаги тенгламадан топамиз:
,
МПа
Ҳавонинг бошланғич солиштирма ҳажми

кейинги солиштирма ҳажми

Политропик жараёнда энтропиянинг ўзгариши
,
Энтальпиянинг ўзгариши

бу ерда

с_р = 29,31моль [илова, 2-жадвал ].


4-вазифа
Ҳарорати t₁, босими Р₁ ва массаси М бўлган ҳаво политропик жараёнда босими Р₂ гача кенгайган (сиқилган). Жараённинг политропик кўрсаткичи - n. Кейин эса Р₂ = cоnst бўлган ҳолда ҳавога Q миқдорда иссиқлик берилади (олинади).
Политропик ва изобарик жараёнлар охиридаги ҳавонинг ҳолат кўрсаткичларини, ҳар бир жараёндаги иссиқликнинг миқдорини, бажарилган (сарфланган) ишни ва ички энергиянинг ўзгаришини аниқланг. Масалани ечиш учун маълумотлар 4-жадвалда келтирилган.

4-жадвал

Шифрнинг охирги сони	Р1, МПа	Р2, МПа	N	Шифрнинг охиридан олдинги сони	М, кг	t1, ^оС	Q, кЖ
0	0,1	5,0	1,3	0	10	17	4000
1	2,5	0,2	1,28	1	20	27	7500
2	0,15	4,0	1,25	2	30	150	- 4000
3	0,2	5,0	1,24	3	35	100	- 5000
4	3,0	0,5	1,32	4	45	120	2000
5	0,3	0,1	1,2	5	50	110	6000
6	0,8	0,1	1,25	6	25	12	- 7000
7	1,2	1,3	1,3	7	10	10	4500
8	0,15	3,0	1,25	8	25	37	3000
9	1,5	0,2	1,2	9	15	57	2500

Назорат саволлар ва топшириқлар
1.Қайтувчан жараён ва қайтувчан цикл нима? 2.Тизим ички энергияси маъноси нима? У микрозарраларнинг қайси турдаги ҳаракатларидан иборат? Ички энергия ҳолат параметри эканлигини исботланг. Идеал ва реал ишчи жисм ички энергиялари фарқи нимада? 3.Ишни ифодасини келтириб чиқаринг. Рv – координатларда жараён эгри чизиғи остидаги майдон сон жиҳатдан ишга тенглигини тасвирланг. 4.Иш ва иссиқлик нима? Улар орасидаги умумийлик ва фарқланишлар нималардан иборат? 5.Термодинамиканинг биринчи тенгламасини келтириб чиқаринг. 6. Ҳақиқий ва ўртача иссиқлик сиғими нима? Улар орасидаги боғланишни (график ва аналитик) кўрсатинг. Иссиқлик сиғимининг ҳар хил турларини сананг, уларнинг ўлчов бирликларини айтинг. 7. Газ аралашмалари иссиқлик сиғими, компонентлари масса-вий ва ҳажмий улушлари орқали қандай ифодаланади? 8.Энтальпия нима, ўлчамлари қандай? Ички энергия ва энтальпия учун ҳисоблаш ифодаларини келтиринг. Термодинамика биринчи қонунининг энтальпия орқали ифодаланишини келтиринг. 10. Тs-координаталарида жараён эгри чизиғи остидаги майдон сон жиҳатдан ишчи жисмга берилган (ёки олинган) иссиқликка тенглигини кўрсатинг .Жараёнга киритилган ёки ёки чиқарилган иссиқлик миқдори ва энтропия ўзгариши орасидаги боғланиш қандай? 11.Термодинамика биринчи қонуни тенгламасининг ҳар хил кўри-нишлари, иссиқлик сиғими формулаларини, энтальпия, энтропия фориулаларидан фойдаланиб, иссиқлик, иссиқлик миқдорини ҳисоблаш ифодаларини келтиринг. 12.Ёпиқ тизимлар учун идеал газнинг асосий динамик жараёнлари таҳлилини беринг. Иш, иссиқлик миқдори, энтропия, ҳолат асосий параметрларини орасидаги боғла-нишларни келтириб чиқаринг. 13. Политроп жараён умумий жараён эканлигини исботланг. Рv, Тs-координаталарда политропик кенгайиш ва сиқиш жараёнларининг ҳар хил гуруҳлари таҳлилини келтиринг.