Termodinamika II- qonuni. Siklda bajarilgan ish. Termik F. I. K reja

Termodinamika II- qonuni. Siklda bajarilgan ish.Termik F.I.K


Reja:

1. 
   Termodinamikaning II qonuni.
   
2. 
   Issiqlik dvigatellari sikli.
   

Termodinamikaning II qonuni.
Sadi Karno 1824 yilda bug mashinasining ishini urganib, fakat temperaturalar farki bulgandagina issiqlikdan mexanikaviy ish olish uchun foydalanish mumkinligini anikladi.
«Aylantirish» urniga «foydalanish» termini ishlatilishi bejiz emas. Karno xayot vaktida termodinamikaning birinchi konuni kashf etilmagan edi va usha vaktdagi fiziklar bug ish bajarib temperaturasini pasaytirganda undagi issiqlik mikdori protsessning boshlanishida kanday bulsa shundayligicha koladi, deb xisoblar edilar.
Issiqlik energiyaning bir turi ekanligi xakidagi tushuncha takomillasha borishi bilan issiqlik va mexanikaviy ish orasidagi bogliklikni kursatuvchi termodinamikaning birinchi konuni kashf etildi. Birinchi konun jismning oniy xolati xakida fikr yuritishga va bu xolatni xarakterlovchi oniy parametrlarni xisoblab topishga imkon beradi. Lekin ideal gazning xolat tenglamasi rV-kKT ni va termodinamikaning birinchi konunini bilishning uzi protsessning borishi xakida va ishga aylantirilgan issiqlikning protsessda ishtirok etayotgan barcha issiqlikka nisbati xakida fikr yuritishga imkon bermaydi.
Termodinamikaning ikkinchi konuni energiyaning bir turdan boshka turga aylanadigan shart-sharoitlarini urganadi. Bu konun fizikaviy jismlarda issiqlikning uz-uzicha tarkalish protsesslari uchun muayyan mikdoriy nisbatlarni belgilab beradi.
Termodinamika ikkinchi konunining juda kup ta’riflari bor, lekin uning moxiyati, asosan, kuyidagilardan iborat:
I. Issiqlikni mexanikaviy ishga aylantirish uchun issiqlik manbai va temperaturasi shu manba temperaturasidan pastrok bulgan sovitkich. bulishi, ya’ni temperaturalar farki bulishi, zarur.
II. Dvigatelga kelterilgan issiqlikning xammasini butunl.ay ishga aylantirib bulmaydi. Bu issiqlikning bir kismi temperaturasi pastrok bulgan tashki jismlarga utadi.
III Issiqlik kamrok kizigan jismdan kuprok kizigan jismga tashki ish sarflamay turib uz-uzicha uta olmaydi.
Dastlabki ikki ta’rif issiqlik ishga aylantiriladigan dvigatellarga taalluklidir Masalan, bug-kuch ustanovkasida yokilgining yonish maxsulotlari issiqlik manbai xisoblanadi, ular uz issikligini ish jismiga (suvga) beradi. Bug qozonida olingan bug turbinaning ish parraklariga utadi Bu erda u kengayib ish bajaradi va soviydi. Ishlab-bulgan bug kondensatorga yuboriladi va bu erda u kolgan issikligini sovituvchi suvga (sovitgichga)beradi Ichki yonuv dvigatellarida yondiriladigan yonilgining issikligi yonish -maxsulotlariga (ish jismiga) utadi. Ishlab bulgan gaz ancha past temperaturada atmosferaga chikarib yuboriladi.
Ikkinchi konunning uchinchi ta’rifi bevosita sovitish kurilmalariga taalluklidir. Sovitkich ichida tevarak muxit temperaturasiga nisbatan past temperaturada xosil kilish uchun muayyan mikdorda energiya sarflash lozim.
Termodinamik jarayondagi sistema ish bajarishi uchun unga davriy ravishda ma’lum mikdordagi issiqlik energiyasi yoki ish jismi uzatib turilishi va ishga tula aylanmasdan kolgan Issiqlik mikdori sistemadan tashkariga (sovitgichga) uzatilishi kerak. SHundassikl davriy ravishda takrorlanadi. Ish jismi sifatida fakat bitta modda kullanilsa, u xolda modda avval kengayadi va ma’lum mikdordagi ishni bajaradi, sung yana sikiladi, keyin boshlangich muvozanat xolatiga kaytadi.ssikl kaytadan takrorlanadi.(1-rasm), bussikllar aylanmassikllar deb ataladi. Bundayssiklda, moddani sikish uchun sarflangan ish mikdori uning kengayishida bajarilgan foydali ishdan ancha kichik bulishi kerak. Ish moddasi q1 issiqlik mikdorini olgandan sung 1, 2, 3 chizik buylab kengayib musbat 3, 4, 1 egri chizigi buyicha esa q2 issiqlik mikdorini sistemadan sovitgichga chikarish jarayonida manfiy ish bajaradi. Bu ishning mikdori a, 1, 2, 3, v, a nuktalar bilan chegaralangan yuzaga son kiymati jixatidan teng. Manfiy ishning mikdori esa a, 1, 4, 3, v, a nuktalar xosil kilingan yuzaga son kiymati jixatidan teng. Demak, foydali ishning kiymati 1, 2, 3, 4, 1 nuktalar xosil kilgan doiraviy maydoncha son kiymati jixatidan teng buladi, ya’ni
q1kUkA1; -q2k-U-A2 (4.1)
yoki bu tenglamalarni xadma-xad kushib chiksak
q1- q2kA1-A2kAy (4.2)
Ay -siklni bajargan ishi.
Issiqlik dvigatellari sikli:
Ish jismi davriy ravishda borib turilishi xisobiga ishlaydigan ichki yonuv dvigatellaridagi jarayonni kaytar jarayonga misol kilib keltirish mumkin.
Eng unumdorli va soddassikli bulib, Karnossikli deb xisoblanadi. U ikkta izoterma va ikkita adiabatdan tashkil topgan. Sistemaga undagi T1 temperatura isitgich (issiqlik manbai) dan q1 issiqlik mikdori uzliksiz keltirilib turishi xisobiga uzgarmas saklanadi. Sistemada kechadigan jarayon uzgarmas (Tkconst) temperaturada sodir buladi. koldik (ish bajarmagan) issiqlik mikdori q2 sistemadan uzluksiz ravishda tashki muxit-sovitgichga chikariladi. q2 issiqlik mikdori xam (T1kconst) temperaturada uzatiladi. SHuning uchun q1 ning ishorasi musbatniki manfiy deb kabul kilinadi. Sitema xolati keskin uzgarganda tashki muxitdan mutlako izolyasiyalangan, ya’ni dqk0 bulishi shart. SHu shart bajarilsa, sistemada kechadigan jarayon adiabatik buladi. 2-rasmdan ma’lumki, 1, 2 nuktalar oraligida sistemaga keltirilgan issiqlik mikdori
(4.3)
Gazning bajargan ishi (4.4)
Sistemaga kiritilgan issiqlik mikdoriga teng buladi.ssiklning 3,4 nuktalari oraligida sistemadan issiqlik mikdori tashki muxit (sovitgich) ga uzgarmas T2 temperaturada chikariladi. Bu xolatda sistemaning issikligi ish bajarishga sarflanadi. Bu ishningkattaligi sarflangan issiqlik mikdoriga teng buladi.
(4.5)

Termodinamika II-konuni.Termik F.I.K:

Siklning termik foydali ish koeffitsentini (F.I.K) kuyidagicha yozish mumkin:
(4.6)
Karnossikli uchun,F.I.K
(4.7)
Termodinamikaning II-konuni issiqlik dvigatellari F.I.K ning >1 bula olmasligi tugrisida bulib, davriy, yagona issiqlik manbaidan ishlaydigan abadiy (II-tartibli) dvigatelni yaratib bulmasligini isbotlaydi. Termodinamikaning II konuni R.Klazius (1850 y) kuyidagicha ta’riflanadi: issiqlik energiyasi ishga aylanish jarayonida tulaligicha ishga aylanmaydi va issiqlik sovuk sistemadan issik sistemaga uz-uzidan uta olmaydi. R.Klazius ta’rifiga muvofik, ishga aylanmagan koldik issiqlik energiyasidan kaytadan foydalanib bulmaydi,shuning uchun xam Issiqlik dvigateliga uzatilgan issiqlik mikdori 100% foydali ishga aylanmaydi.