ТЕРМОДИНАМИКА ІШКІ ЖЫЛУ

Термодинамика

Қарағанды медицина университеті

«Let’s do chemistry» үйірмесі

Орындаған: Алимбатыров М. Р.

4-поток студенті, «Let’s do chemistry» үйірмесінің басшысы

Термодинамика - энергияның түрленуiне қатысты жалпы заңдарға негiзделген жылулық процесстер туралы ғылым. Бұл заңдар молекулалық құрылымдарына байланыссыз барлық денелер үшiн орындалады.

Қоршаған орта

Энергия алмасу термодинамика жүйесінде және айналасындағы денелермен жылу алмасумен

және жұмыс арқылы жүзеге асады.

жүйе

Q>0 A>0

Термодинамика 1 заңы

Жүйеге берілген жылу оның ішкі энергиясының өзгерісіне және сыртқы денелерге қарсы істейтін жұмысына жұмсалады.

Термодинамика 1 заңы

Q = ΔU + A

Жүйе алған жылу ішкі энергия өзгерісіне және сыртқы дене жұмысына жұмсалады

A= Q +ΔU

Машина сырттан алған жылу не ішкі энергияның кемуі есебінен

сыртқы денелерге қарсы жұмыс істей алады

ΔU = Q + A

Изопроцесстер

Изобара

Изохора

Изотермия

Адиабаталық

изобаралық процесс (p = const)

Термодинамика заңы изобаралық процесте

A = p (V2 - V1) = p ΔV

A = p ΔV

Q = U (T2) - U (T1) + p (V2 - V1) = ΔU + p ΔV

Q = ΔU + p ΔV

Notes: При изобарном расширении Q > 0 - тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу.

При изобарном сжатии Q < 0 - тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1 ; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0

изохоралық процессе ( V = const )

Газ жұмыс жасамайды, А=0

U (T1) и U (T2) - ішкі энергия өзгерістері

Q = ΔU = U (T2) - U (T1)

Q = ΔU

изохоралық процессте термодинамика заңы

Notes: При изохорном нагревании тепло поглощается газом (Q > 0), и его внутренняя энергия увеличивается. При охлаждении тепло отдается внешним телам (Q < 0) .

изотермиялық процесс (T=const) Δ U = 0.

Notes: Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам.

Термадинамика 1заңы изотермиялық процесте

Q = A

Адиабатиялық процесс

Жылу алмасу болмайтын процесс, яғни ішкі энергия сыртқы күш атқаратын жұмыс есебінен артады.

адиабатиялық процесс Q = 0;

A = -ΔU

Изохоралық процесс. Бұл процесте газ көлемi өзгермейдi: V = const. Газдың iшкi энергиясының

өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең:

ΔU = Q. Егер газ қыздырылса, онда Q > 0 және ΔU > 0 - iшкi энергия ұлғаяды.

Газды суытқан кезде: Q < 0 және ΔU < 0, оның iшкi энергиясы азаяды.

Изотермалық процесс. Изотермалық процесс кезiнде газдың температурасы

тұрақты болады (Т = const) және оның iшкi энергиясы өзгермейдi.

Газға берiлген барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс атқаруға жұмсалады:

Q = А′. Газ белгiлi жылу мөлшерiн (Q > 0) алған кезде, ол оң жұмыс атқарады

(А′ > 0) . Керiсiнше, егер газ қоршаған ортаға жылу берсе, онда оның атқарған жұмысы терiс болып саналады.

Изобаралық процесс. Изобаралық процесс кезiндегi газға берiлген жылу

мөлшерi оның iшкi энергиясының бiрге өзгеруiне және

қысым тұрақты болған кездей P = const жұмысты атқаруға шығындалады.

Адиабаталық процесс. Қоршаған ортамен жылу алмасуы болмайтын жағдайда

өтетiн жүйедегi изопроцесс адиабаталық процесс деп аталады.

Адиабаталық процесс кезiнде Q = 0 және жүйенiң iшкi энергиясының өзгеруi жұмыс

атқару арқылы ғана жүредi: ΔU= А. ΔU= А теңдiгi белгiлi

қорытынды жасауға мүмкiндiк бередi. Егер жүйеде оң жұмыс жасалса, мысалы газ

сығылатын болса, онда оның iшкi энергиясы ұлғаяды және

температурасы өседi. Керiсiнше, газ ұлғайған кезде, ол өзi оң жұмыс атқарады (Аұ > 0) .

Оның iшкi энергиясы азаяды да, газ суиды.

Егер цилиндр түбiне эфирге батырылған мақтаны салып, дереу поршендi қозғалтсақ,

онда мақтадағы эфир буы жалындайды. Бұл эффект Дизель двигателiнiң жұмыс iстеу принципiнiң негiзiне алынған.

Бұл жерде цилиндрге жанармай қоспасы емес, кәдiмгi атмосфералық ауа сорылады. Сығылу тактының соңында арнайы

форсунка арқылы сұйық отын - солярка шашыратылады. Осы сәтте сығылған ауа температурасының жоғарлағаны сондай,

тiптен жанармай тұтанады.

Күн көзiнiң әсерiнен жылыған ауа, жоғары көтерiледi де, биiктiкке көтерiлген сайын қысымның азаюына байланысты

тез арада ұлғайып-таралады. Бұл ауаның ұлғайып-таралуы оның салқындауына әкелiп соғады. Осының нәтижесiнде

су булары конденсацияланады да, бұлттар пайда болады

Табиғатта энергия U жоқтан пайда болмайды және жоғалмайды, ол тек бiр түрден екiншi түрге ауысады.

Термодинамиканың бiрiншi заңы.

Ішкi энергияның өзгерiсi жүйеге берiлген жылу мөлшерi мен сыртқы күштердiң жұмысының қосындысына тең:

ΔU = A + Q.

Егер жүйе жылу өткiзбейтiн болса (Q = 0) және ол механикалық жұмыс атқармаса (А=0), онда ΔU = 0, немесе U1=U2: тұйық жүйенiң iшкi энергиясы өзгермейдi (сақталады) .

Термодинамиканың бiрiншi заңынан, ешқандай энергетикалық шығынсыз шексiз мөлшерде жұмыс жасай алатын қондырғыны - мәңгiлiк двигательдi жасап шығару мүмкiндiгiнiң терiстiгi шығады. Шын мәнiнде, егер жүйеге жылу берiлмесе (Q = 0 ), онда жұмыс A iшкi энергияның азаюы есебiнен ғана жүзеге асар едi: A = ΔU. Двигатель, энергия қоры таусылғаннан кейiн, жұмысын тоқтатады.