Termodinamikaning birinchi qonuni. Ichki energiya. Gazning bajargan ishi

8.4 - rasm. Termodinamik jarayonning to‘g‘ri siklli o‘zgarishi

Siklda musbat ish bajarilsa

,
u jarayon to‘g‘ri sikl deb ataladi.
Agarda, siklda bajarilgan ish manfiy bo‘lsa,

u jarayon teskari sikl deb ataladi (266 - rasm).

266 - rasm. Termodinamik jarayonning teskari siklli o‘zgarishi

To‘g‘ri sikl davriy ishlaydigan mashinalar, issiqlik dvigatellarida qo‘llaniladi. Bu mashinalar tashqaridan uzatilgan issiqlik miqdori hisobiga ish bajaradi.

Teskari sikl sovutish qurilmalarida ishlatiladi. Sovutish mashinalarida davriy sikl davomida tashqi kuchlar bajargan ishi hisobiga tizimning issiqlikligi temperatura yuqori bo‘lgan jismga uzatiladi.
Issiqlik dvigatelining ishlash prinsipi quyidagi rasmda keltirilgan (267 - rasm). Temperaurasi yuqori bo‘lgan «isitgich» deb ataluvchi termostatdan (T₁) sikl davomida issiqlik mashinasi Q₁ issiqlik miqdori oladi va temperaturasi past bo‘lgan termostatga (T₂) Q₂ issiqlik miqdorini uzatadi.

8.5 - rasm. Issiqlik mashinasining tuzilishi

Sikl davomida bajarilgan ish:

dan

iborat. Issiqlik dvigatelining foydali ish koeffitsiyenti h = 1 bo‘lishi uchun Q₂ = 0 shart bajarilishi kerak. Ammo bu shart real sharoitlarda bajarilmaydi. Shu sababli Karno issiqlik dvigateli ishlashi uchun kamida ikkita, temperaturalari farqli bo‘lgan issiqlik manbalari mavjud bo‘lishi kerak, deb ta’kidlaydi.

Issiqlik dvigatellaridagi jarayonga teskari bo‘lgan jarayon sovut­gich mashinalarida ishlatiladi, uning ishlash prinsipi 268 - rasmda keltirilgan.





8.6 - rasm. Sovutgich mashinasining tuzilishi
Termodinamik tizim sikl davomida temperaturasi past bo‘lgan termostatdan (T₂) Q₂ issiqlik miqdori oladi va temperaturasi yuqori bo‘lgan termostatga (T₁) Q₁ issiqlik miqdorini uzatadi.
,

shuning uchun bajarilgan ish manfiy hisoblanadi.

,


yoki .

Temperaturasi yuqori bo‘lgan termostatga (T₁) berilgan Q₁ issiqlik miqdori temperaturasi past bo‘lgan termostatdan (T₂) olingan Q₂ issiqlik miqdoridan tizim ustidan tashqi kuchlar bajarilgan A ish qiymatiga kattadir.

Tizim aylanma jarayon natijasida o‘zining boshlang‘ich holatiga qaytadi va tizimning ichki energiyasi o‘zgarmaydi:


; . (8.26)

Odatda, aylanma jarayon vaqtida tizim tashqaridan issiqlik miqdorini olishi va unga uzatishi mumkin, shuning uchun

Q = Q₁ – Q₂ ,

bu yerda Q₁ – tizimning olgan issiqlik miqdori; Q₂ – tashqariga uzatgan issiqlik miqdori. Shu sababli aylanma jarayon uchun foydali ish koeffitsiyenti quyidagicha aniqlanadi:

. (8.27)

Termodinamik jarayon agarda, avval to‘g‘ri siklda va keyin teskari siklda sodir bo‘lsa, u o‘z holatiga qaytuvchi jarayon deb hisoblanadi.
Chunki bu holda atrof - muhit va qaralayotgan tizimda ortiqcha o‘zgarishlar sodir bo‘lmaydi.
Shu sharoitga ega bo‘lmagan barcha jarayonlar qaytmas jarayonlar deb hisoblanadi.
Istalgan muvozanatdagi jarayon qaytar jarayondir, chunki tizimda sodir bo‘ladigan muvozanatli jarayon uchun u to‘g‘ri yoki teskari yo‘nalishda o‘tishi muhim emas.