Дөңгелек процесс (цикл). Қайтымды және қайтымсыз процестер

Жоспар
Кіріспе

1 Дөңгелек процесс (цикл).
2 Қайтымды және қайтымсыз процестер

Тура цикл жылу двигательдерінде қолданылады. Жылу двигательдері деп жұмысты сырттан алынған жылу арқылы периодты түрде жасайтын двигательдерді айтады. Кері цикл салқындатқыш машиналарда қолданылады. Салқындатқыш машиналар деп сыртқы күштердің жұмысы арқылы жылу температурасы төмен денеден жоғары денеге берілетін машиналарды айтады.
Дөңгелектік процесс нәтижесінде жүйе бастапқы күйіне қайта оралады, яғни ішкі энергияның толық өзгерісі нульге тең. Дөңгелек процесс үшін термодинамиканың 1 заңын жазайық:
Q = ΔU + А, ΔU = 0, бұдан Q = А,
Демек цикл ішінде жасалған жұмыс сырттан берілген жылуға тең.
Бірақ цикл нәтижесінде жүйе жылуды алуы да, беруі де мүмкін, сондықтан
Q = Q1 - Q2,
Q1 - жүйенің алған жылу мөлшері,
Q2 - жүйенің берген жылу мөлшері.
Дөңгелек процесс үшін термиялық пайдалы әсер коэффициенті

Термодинамикалық жүйе 1 күйден 2 күйге өткен кезде бір параметрдің мәні өзгеретін процесті термодинамикалық процесс деп атайды.
Егер термодинамикалық процесс кезінде жүйе 1 күйден 2 күйге, яғни i – күйлерден өтсін делік, жүйе i – күйлерден және 2 күйден өтіп, 1 күйге қайта айналып келсе, жүйеде және оны қоршаған ортада ешқандай өзгеріс байқалмаса, ондай процесті қайтымды процесс деп атайды.
Егер жүйе бір күйден екінші күйге өткенде жүйенің өзінде, не болмаса қоршаған ортада өзгеріс болса, ондай процесті қайтымсыз процесс деп атайды. Өмірдегі процестердің бәрі қайтымсыз процесс болып саналады.
Энтропия. Энтропия түсінігін алғаш енгізген Клаузиус. Оның физикалық мәнін қарастыру үшін изотермиялық процесс кезіндегі жылу мөлшерінің Q жылу беруші дененің температурасына Т қатынасын қарастырады. қатынасын келтірілген жылу мөлшері деп атайды.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Дөңгелек процесс (цикл). Қайтымды және қайтымсыз процестер
Дөңгелек процесс немесе цикл деп жүйе бірнеше күйден өтіп барып
бастапқы күйге қайта оралу процесін айтады. Циклдің диаграммасы тұйық
қисық. Идеал газдың циклін 2 процеске бөлуге болады.
1. Газдың ұлғаюы (1-2);
2. Газдың сығылуы (2-1).
Газ ұлғайған кезде жасалған жұмыс оң dV 0, яғни жұмыс 1а2V2 V11
фигураның ауданына тең болады, ал сығылу жұмысы теріс dV0 болады да,
2в1V1V22 фигураның ауданымен анықталады. Демек, цикл ішінде газдың жасаған
жұмысы тұйық қисықтың ауданымен анықталады.

Сурет 1 Тура цикл.
Егер цикл ішінде оң жұмыс жасалса A = 0, онда цикл сағат
тілімен бағыттас жүреді, тура цикл деп аталады (сурет 1). Ал егер цикл
ішінде жасалатын жұмыс теріс A =0 болса, цикл сағат тіліне қарсы
бағытта болады да, кері цикл деп аталады (сурет 2).

Сурет 2 Кері цикл
Тура цикл жылу двигательдерінде қолданылады. Жылу двигательдері
деп жұмысты сырттан алынған жылу арқылы периодты түрде жасайтын
двигательдерді айтады. Кері цикл салқындатқыш машиналарда қолданылады.
Салқындатқыш машиналар деп сыртқы күштердің жұмысы арқылы жылу
температурасы төмен денеден жоғары денеге берілетін машиналарды айтады.
Дөңгелектік процесс нәтижесінде жүйе бастапқы күйіне қайта
оралады, яғни ішкі энергияның толық өзгерісі нульге тең. Дөңгелек процесс
үшін термодинамиканың 1 заңын жазайық:
Q = ΔU + А, ΔU = 0, бұдан Q = А,
Демек цикл ішінде жасалған жұмыс сырттан берілген жылуға тең.
Бірақ цикл нәтижесінде жүйе жылуды алуы да, беруі де мүмкін, сондықтан

Q = Q1 - Q2,
Q1 - жүйенің алған жылу мөлшері,
Q2 - жүйенің берген жылу мөлшері.
Дөңгелек процесс үшін термиялық пайдалы әсер коэффициенті

Термодинамикалық жүйе 1 күйден 2 күйге өткен кезде бір параметрдің мәні
өзгеретін процесті термодинамикалық процесс деп атайды.
Егер термодинамикалық процесс кезінде жүйе 1 күйден 2 күйге, яғни i –
күйлерден өтсін делік, жүйе i – күйлерден және 2 күйден өтіп, 1 күйге қайта
айналып келсе, жүйеде және оны қоршаған ортада ешқандай өзгеріс байқалмаса,
ондай процесті қайтымды процесс деп атайды.
Егер жүйе бір күйден екінші күйге өткенде жүйенің өзінде, не болмаса
қоршаған ортада өзгеріс болса, ондай процесті қайтымсыз процесс деп атайды.
Өмірдегі процестердің бәрі қайтымсыз процесс болып саналады.
Энтропия. Энтропия түсінігін алғаш енгізген Клаузиус. Оның физикалық
мәнін қарастыру үшін изотермиялық процесс кезіндегі жылу мөлшерінің Q жылу
беруші дененің температурасына Т қатынасын қарастырады. қатынасын
келтірілген жылу мөлшері деп атайды. Процестің өте кіші бөлігіндегі
келтірілген жылу мөлшері ға тең. Кез-келген қайтымды процесс кезінде
денеге берілетін келтіріген жылу мөлшері нольге тең:

Тұйық интегралдың нольге тең болуы интегралданып тұрған шамасы бір
функцияның толық дифференциалы екендігін көрсетеді. Дифференциалы ға
тең күй функциясы энтропия деп аталады және S-пен белгіленеді:

Бұл функция жүйенің күйіне байланысты, ал жүйе сол күйге қандай жолмен
келгеніне байланысты емес.
Термодинамикада қайтымды процесс үшін: ΔS = 0,
ал қайтымсыз процесс үшін өседі: ΔS 0.
Бұл өрнектерді біріктіріп, Клаузиус теңсіздігін алуға болады: ΔS ≥
0.
Жазылған өрнектер тұйық жүйелер үшін де орындалады. Тұйық жүйенің
энтропиясы өседі (қайтымсыз процесс) немесе тұрақты болады (қайтымды
процесс).
Егер жүйе тепе-теңдік жағдайда бір күйден екінші күйге өтсе, онда
энтропияның өзгерісін төмендегідей анықтауға болады:
.
Энтропияның өзінің емес, энтропия өзгерісінің физикалық мағынасы бар. Идеал
газ процесіндегі энтропияның өзгерісін қарастырайық.
dU = CV dТ,
δА = рdV = RТ , сонда
, немесе
.
Демек идеал газдың энтропиясының өзгерісі 1 күйден 2 күйге өткенде
процестің қалай өтуіне тәуелсіз екен.
Адиабаталық процесс үшін δQ = 0, ΔS = 0, S=const, яғни
адиабаталық процесс тұрақты энтропияда өтеді. Сондықтан изоэнтропиялық
процесс деп аталады.
Энтропия - аддитивті шама. Жүйенің энтропиясы сол жүйеге кіретін
барлық денелердің энтропиясының қосындысына тең. Демек, энтропияның масса,
ішкі энергия, көлем сияқты аддитивті қасиеті бар.
Термодинамиканың екінші заңы. Термодинамиканың 1 заңы энергияның
сақталу және айналу заңы болып табылғанымен термодинамикалық процестің
бағытын анықтай алмайды. Термодинамиканың 2 заңы табиғаттағы процестердің
даму бағытын анықтайды.
Энтропия түсінігін және Клаузиустың теңсіздігін қолдана отырып,
термодинамиканың 2 заңын тұйық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.