Жылудинамиканың бірінші және екінші заңы туралы ақпарат

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ШӘКӘРІМ атындағы СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Инженерлік-технологиялық факультеті

(факультет атауы)

«Техникалық физика және жылуэнергетика»кафедрасы

(кафедра атауы)

Мамандыққа кіріспе

(пән атауы)

СӨЖ

(жұмыс түрі)

Жылудинамиканың бірінші және екінші заңы

(жұмыстың тақырыбы)

Орындаған: Шайдархан А. У

Топ: ТЭ-517

Тексерген: Сейсенбаева М. К.

Семей-2015

МАЗМҰНЫ:

КІРІСПЕ

1. ЖЫЛУДИНАМИКАСЫ4

1. 1Тарихы4

1. 2 Iшкi энергия туралы түсiнiк. Жылудинамикадағы жұмыс. 5

1. 3 Жылу мөлшерi. Жылу балансының теңдеуi6

1. 4 Идеал газдың iшкi энергиясы. 7

1. 5 Жылудинамиканың бiрiншi заңы. 8

1. 6 Жылудинамиканың бiрiншi заңын изопроцестерге қолдану8

1. 7 Жылудинамиканың екiншi заңы. 9

2. АЙНАЛМАЛЫ ПРОЦЕСС11

ҚОРЫТЫНДЫ13

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР:14

КІРІСПЕ

Термодинамика - энергияның трансформация реттейтін заңдар ғылым.
Термодинамиканың негіздері қаланды XIX ғасырда қашан дамуына байланысты жылу қозғалтқыштары REQ пайда трансформация заңдарын зерттеуге арналған. Жылудинамикасының негізін, тәжірибемен анықталған екі заңы құрайды - жылудинамикасының бірінші және екінші заңдары, олар техникалық жылудинамикасында жылу мен жұмыстық жеке күйінде қолданылады. Демек, бұл топтағы жұмыстар өздігінен жүрмейді және оларды еріксіз жүргізілетін жұмыстар дейді екен. Екінші топқа өздігінен жүретін жұмыстар жатады. Мұндағы жұмыс нәти-жесінде сыртқы күшке қарсы жұмыс алынбайды. Оларға ешбір кедергісіздік жағдайларындағы горизонталь жазықтықтың үстін-де кішкене шардың дөңгелей қозғалуы, сағат маятнигінің тербел-мелі қозғалуы мысал. Ал үшінші топтағы жұмыстарға өздігінен, емін-еркін жүретін процестер жатады немесе мұндағы жұмыс нә-тижесінде пайда болатын өзгеріске, оған пропорционалды түрде сырттан күш жүмсалмайды. Оған көтерілген жүктің төмен түсуі, тастың құлауы, күшті қышқыл мен күшті негіздің өзара бірін-бірі нейтралдауы, жұмыс істеп түрған гальваникалық злементтегі кез келген химиялық реакциялар^ көмір, жанар май, газ сияқты отын-дардың жануы, қопарылғыш заттардың жарылуы, ылғалды атмос-ферадағы металдың (темірдің) тотықтануы сияқты өмір мен өнді-рісте жиі кездесетін құбылыстар мен процестер мысал. Үшінші топтағылар оң, ал бірінші топтағы, өздерінің жүруі үшін тыстан күш қажет ететіндер теріс жұмыс делінеді, екінші топтағыда жұмыс жоқ.

Денелердің жиынтықтағы, өзара әрекетте болуын, жүйелер деп атайды. Осы денелердің арасында, жұмыстық дене, ерекше бөлектенеді, ол жылу мен жұмыстың өзара алмасу процессін жүргізеді. Қалғаны - қоршаған орта көздері (немесе жылу сіңіргіштері) . Жұмыстық дене есебіне газдар мен булар жатады. Сұйықтармен салыстырғанда, газдар және булар, қыздыру және салқындату кезінде, қысымы мен көлемін едәуір өзгертеді. Техникалық жылудинамикасының әдістері үшін негізгі өзгешелігі жылудинамикалық процесстері мен жүйелерінің идеализацияда болуынан, процесстегі жұмыс жүйелерінің көбейуіне келтіреді.

Жылу динамикасының бірінші заңы

Жылу динамикасының бірінші заңы М. В. Ломоносов ашқан энергияның сақталу және айналу заңының газға арналған бір түрі болып саналады. Бұл заң материяның, қозғалыстың және күштік жойылмайтының оның бір түрден екінші түрге айналатынын көрсетеді.

Жылу динамикасының бірінші заңы механикалық және жылу энергиясының өзара айналуының ара қатнасын көрсетеді:

Q=L (1)

мұндағы, Q - жұмысқа айналатын жылу мөлшері; L - Q жылу мөлшерінен алынатын жұмыс. СИ жүйесінде Q мен L бір өлшеммен Дж алынады. Энергияның өлшем бірліктері мына қатнаста болады.

1 Дж 0, 102 кгс·м 0, 24 кал

1 Кал 4, 18 Дж 0, 43 кгс·м

1 Дж 2, 39 10-4 ккал 2, 78 10-7 кВт ·сағ 0, 74 ft lbg

Қуат 1 Вт 0, 102 кгс·м/с 0, 24 кал/с 1, 36 10-3 а. к. 1 ат. күші 736 Вт 75 кгс·м/с 175, 5 кал/с 542, 5 ft lbg

Жылу динамикасының бірінші заңын қолдана отырып жылу қоңдырғысының ПӘК табуға болады. ПӘК - жылудың жұмысқа айналуының жетілу дәрежесін көрсетеді. Егер 1 кВт/ сағ кететін отын мөлшелері белгілі болса, онда ПӘК-ті мұндағы, b - отынның меншікті мөлшері, кг/ кВт·сағ Qт - жылудан алынған жылулық мөлшері, кДж/кгКезкелген денеге арналған жылу динамикасының бірінші заңының дифференциалдық түрде алынған аналитикалық кескіні.

dQ = dU + dL (2)

мұндағы, dQ - массасы М, кг жұмысшы денеге сырттан жіберілген жылу мөлшері; dU - Жұмысшы дененің ішкі энергия өзгерісі; dL - сыртқы қысымды жеңуге кетірген жұмысшы дененің атқаратын жұмысы (ұлғаю процесінің сыртқы жұмысы)

1 кг кезкелген газдың күйінің өзгерісіне арналған түрі мынадай:

dq = dU + dL (3)

мұндағы dq = pdV онда dq = dU + pdV.

Процестің толық өзгерісін сипаттайтын теңдеу:

Q = U + L (4)

Кезкелген процесс үшін (1кг) газ күйінің кішкентай өзгерісін көрсететін идеал газдың ішкі энергия өзгерісін арналған теңдеу:

dU = Cv · dt (5)

Жылу техникасының есебінде көбіне ішкі энергия өзгерісі пайдаланылады. Соңдықтан оның абсолюттік шамасы қарастырылмайды. Сонымен осы теңдеуді интегралдау арқылы мына түрде аламыз:

U = Cvm (t2-t1) (6)

мұндағы, Ccm - t1 - t2 температуралар арасында массалық орташа жылусыйымдылық.

Жылу динамикасының екінші заңы

Жылу динамикасының 1-заңы энергияның сақталу және айналу заңының бір түрі ретінде болып, жылудың жұмысқа, ал жұмыстың жылуға айналуының осы айналыс мүмкіндіктерінің қандай жағдайда жүретінін сақтамай-ақ бере алады.

1-заң жылу процесінің бағыт-бағдары туралы сұрақты қарастырмайды. Сонымен қатар 1-заң жылу ыстық денеден суық денеге немесе керісінше өте ме, оны шеше алмайды. Жылудың жұмысқа айналуы жылу көзімен оны қабылдаған дене арасында температуралар айырмасы болған шақта жүреді. Бірақ жұмыстан жылу немесе жылудан жұмыс толық мөлшерде алынбайды. Бар жылу, жылу қабылдағыштан алынған түгелімен жұмысқа айналса, ондай қозғалтқышты Кельвинг 2 сатылы мәңгі двигательді құру мүмкін еместігін көрсетті. Жылулық циклді бағалау үшін пайдалы әсер коэффициенті ПӘК деп аталатын критерий алынады:

(7)

Кері циклдың жетлдіру циклын жетлдіру дәрежесін циклдың тоңазыту коэффициентмен анықтайды. Тоңазыту коэффициенті ыстық жылу кезінен жұмысқа жылудың қандай мөлшері жұмсалатынын көрсетеді.

Идеал газ энтропиясы

Энтропия грекше айналу деген сөзден шыққан. Энтропия термодинамикалық жүйенің функциясы. Ол жүйе мен сыртқы ортаның арасында жүретін жылу алмасу прцесінің жүру бағытын сипаттайды. Сонымен қатар тұйық жүйелердің ішінде өздігінен жүретін процестердің жүйелік энтропия айырма мәні:

(8)

мұндағы S1, S2-екі процестің энтропиялары; Q- жылу мөлшері; T- температурасы. Абсолюттік температура нөлге ұмтылғанда қатты және сұйық отындардың тепе-теңдігі кезінде limS 0, яғни энтропия да нөлге ұмтылады T 0. 3-термодинамикалық бастау бойынша энтропияның абсолюттік мәні былай табылады:

(9)

Термодинамиканың 3- бастауынан кейбір маңызды қорытындылар туады:

а) абсолюттік нөлге жетпеу мүмкіндігі (жете алмау мүмкіндігі) ;

б) абсолюттік температураның нөлге ұмтылысы кезінде жылусиымдылығы, ұлғаю коэффициентінің (жылулық) және қысымның термиялық коэффициентінің нөлге ұмтылысы.

Термодинамиканың 3-бастауының өте төмен суыте температурасын алуда маңызы зор, ал химияда химиялық тепе-теңдікті есептеуде және т. б. ролі үлкен. Меншікті энтропия процесс күйінің негізгі функциясы болып табылады:

S1=f1(P1T) ; S2=f2(T1V) ; S3=f(P1V) (10)

мұнда, S- энтропиясы; f-функциясы.

Карно циклы

Француз ғалымы Сади Карно 19 ғасырдың бірінші жартысында жылудың жұмысқа үлкен табыспен айналуын қарастыратын идеал циклді енгізеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.