|
2. Карно таърифи.
Айланма жараёнда қиздиргичнинг иссиқлиги тўлиқ холда ишга айланиши мумкин емас.
Тўғри циклнинг термик фойдали иш коэффициенти ;
ηт = qu / q1 = 1 – q2 /q1
q1 – ишчи жисмга узатиладиган иссиқлик миқдори.
q2 – ишчи жисмдан ажратиб олинган иссиқлик миқдори.
qu – циклдаги ишга айланган иссиқлик миқдори
Бундан термик фойдали иш коиффициенти 1 га тенг бўлган иссиқлик машинасини яратиб бўлмаслиги келиб чиқади.
Тескари цикл деб, совутиш машинасининг ва иссиқлик насосининг доиравий жараёнига айтилади. Унда q2 совутгичдан иссиқлик қабул қилувчига бериш учун ташқарида иш сарфланади.Тескари циклни ташқаридан иш сарфламасдан амалга ошириб бўлмайди.
Термодинамиканинг II қонунига Клаузиус таърифи - иссиқлик совуқ жисмдан ундан иссиқроқ жисмга бекордан бекорга ўта олмайди.
Термодинамикани II қонунининг аналитик ифодаси, Гу-Стодол тенгламаси (dQ | ∆А=Т2∆S қайтмас.
∆А – тизим иш қобилиятининг пасайиши
∆Sқайтмас – энтропиянинг ўзгариши
Т2 – совутгич температураси.
5-мавзу. Термодинамиканинг иккинчи қонуни. Кайтар ва кайтмас жараёнлар
Асосий кисм
Кайтар ва кайтмас жараёнлар
Куриб утган (1-1 расм) мисолимизда Q1 ва Q2 иссиклик окимлари микдор жихатдан тенг, мухим параметри – температура билан фаркланади. Жараён бориши учун харакатлантирувчи куч керак яъни Т1 температура Т2 температурадан баланд булиши керак. Агар эритмани кайнаш температураси дистиллят (буғлардан хосил булган сув) температурасидан фаркланмаса хам бу фарк сакланиб колади. Факат чексиз сёкин ёки аникроги «квазистатик» ёки қайтар жараёнда, Т1=Т2 булади. Бу гипотетик (хаёлий) жараёнда иккиламчи иссикликни яна қайтадан сувни бўғлатиш учун сунгги аппаратда фойдаланиш мумкин (1-2 расм) ёки иссиклик келтирувчи сифатида шу аппаратни узида ишлатишга қайтариш мумкин.
1-2 расм. Буғлатишнинг квазистатик куп корпусли
жараёни схемаси (I, II, III – навбатма-навбат урнатилган буғлатиш аппаратлари)
Бирок реал шароитларда иссиклик системадан оддийгина «утади» деб булмайди, чунки утиш даврида узининг «фойдалилик», «кераклилик» каби мухим сифатларини («потенциал», ишчанлик кобилиятини) фойдали иш бажаришида йуқотади. Агарда сув буғланганда иссиклик ташувчи Т1 температураси сув кайнаши учун анча юкори (яъни Т1>1000С) иссиклик ташувчи сув буғлари ердамида Т2 температурада Т2=1000С сунгги аппаратда сувни буғлантириб булмайди (агар буғланиш бу аппаратда атмосфера босимида амалга оширилса). Демак, иккиламчи иссикликнинг сифати яъни иккиламчи иссиклик Q2 иссиклик Q1-га тенг эмас. Иссикликнинг «фойдалилик» «кераклилик»лиги камайди. Ундан албатта, мисол учун аппарат II да вакуум вужудга келтирилган холда сувни буғлантириш учун фойдаланиш мумкин, вакуумни вужудга келтириш учун яна кушимча иш сарфлаш керак. Ваккумни вужудга келтириш ёки II аппаратда сувни буғлантириш учун қушимча микдорда Т1 температурада иссиклик сарфлаш керакми ёки йукми? -–бу саволга термодинамик, сунгра техник-иктисодий тахлиллар жавоб беради. Иккиламчи иссикликдан бошкача фойдаланиш мумкин, масалан сувни эмас, балки пастрок температурада кайнайдиган бошка моддани ёки бу иссикликни хоналарни иситишда ва х.к. ишлатиш мумкин. Бу иккиламчи иссикликни ишлатишнинг фойдали ва туғри йулидир. Аммо, юкорида айтганимиздек «юкорипотенциалли» иссиклик албатта «пастпотенциалликга» айланади, яъни унинг температураси пасаяди (агар Т>Т0). Шунинг учун «пастпотенциалли» иссиклик доимо ортикча пайдо булади ва ундан рационал фойдаланиш усулларини ахтаришга туғри келади. Оддий энергия тежаш (унинг микдорини ва термонидамикани биринчи конунига мувофик) эмас, балки “юкори потенциалли” энергияни яъни унинг сифатини сақлаш муаммодир.
Бундай тахлил сифатли характеристикага эга. Т2<Т1 булганда вужудга келадиган йукотмаларни микдорий характеристикаси керак. Буни бажариш кийин эмас. Агар Q1=Q2 ,булса, у холда Q1/T12/T2.
Умумий холда иссиклик ташувчи Q1 иссикликни узгармас температурада эмас (масалан, сув буғининг конденсацияси даврида), балки узгарувчан температурада (иссик газ ёки суюклик ёки буғгаз аралашмасини киздириш даврида кузатилади) бериши мумкин. Q2 иссикликни узгарувчан температурада (буғ аралашмасининг конденсация, газ ва суюкликларнинг совутилишида ва х.к.) юкоридаги ухшаш олиб кетиши мумкин. Нихоят, Q1 ва Q2 иссикликни бир неча окимлар билан турли температураларда келтириши ва олиб кетиши мумкин.
У холда (1.4)
d – ёки ∂ дифференциал (харф белги);
Q – ишораси ёпик контур буйича олинган интегрални ифодалайди Мос равишда S12 эканига кийинчиликсиз ишонса булади. Бу ерда S1 ва S2 – иссиклик ташувчи ва системадан оким олиб кетувчи энтропиядир.
Нихоят, хар кандай реал жараёнда ΔS=S2-S1>0, бу эса термодинамиканинг иккинчи конунининг таърифларидан бири булиб, ёпик системадан харкандай реал жараёнларда, ушбу жараёнларнинг термодинамик кайтмаслиги туфайли энтропия усади.
Шундай килиб, энергетика нуктаи назаридан чинакамига «сезиладиган» «дагал», «куринадиган» харкандай жараённинг натижасида аслида энергия сарфиёти эмас, балки энтропия усади (энтропияни «ишлаб чикариш»). Энергетик сарфиётларни пасайиши, энтропия «ишлаб чикаришни» камайиши умумий (бошланиши учун расмий) йуналишдан келиб чикади. Бундай умумий конундан энергетик сарфиётларни камайтиришнинг чексиз куп усуллари келиб чикади. Конкрет жараёнларга тегишлиларининг айримлари устида кейинчалик тухтатиб утамиз. Энтропияни «ишлаб чикариши»ни камайтириш учун жараённинг термодинамик кайтмаслигини камайтириш зарур булади. Юкорида айтганимиздек, барча реал термонидамик жараёнлар кайтмас, бирок кайтмасликни камайтириб, кайтар жараённи охирги чегарасига якинлаштиради, яъни S2=S1. Шу муносабат билан кайтмас ва кайтар жараёнлар тушунчаси принципиал ахамиятга эга. Кейинрок бу тушунчалар батафсил курилади.
Do'stlaringiz bilan baham: |
