Изопроцестер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Болашақ ұрпаққа «Термодинамиканың І заңын изпроцестерде қолдану» тақырыбын тереңінен түсіндіру еліміздің ғылым мен техниканың дамуы үшін үлкен маңызға ие. Термодинамиканың статикалық механикадан бұрын, яғни заттың молекулалық құрылымы жайлы көзқарас толық қалыптаспаған кезде пайда болды. Изопроцестер - табиғат пен техникадағы ең көп тараған құбылыс. Термодинамика денелер энергиясының бір-біріне жылу мен жұмыс түрінде өзгеруін, айналуын зерттейді. Қоршаған ортадағы энергияның осылай алмасуы термодинамикада сандық сипаттама ретінде қарастырылады. Жылу, электрон, атом, молекула сияқты бөлшектердің ретсіз қозғалысын, яғни олардың кинетикалық энергиясының жылу түріндегі энергиямен алмасуын, ал жұмыс - сол бөлшектердің реттелген қозғалысын кинетикалық энергия түрінде сипаттайды.

Термодинамика негізінен термодинамиканың бірінші және екінші заңдары деп аталатын екі заңдылыққа сүйенеді. Олардың екеуі де өмірдегі, өндірістегі тәжірибелерді жинақтап, қорытып, тұжырымдаудан пайда болған

Термодинамиканың бірінші заңы

Термодинамикада көптеген тәжірибелер нәтижесінде анықталған ақиқаттардың ең сенімділері таңдалып алынады да логикалық қорытындылар арқылы дербес заңдар белгіленеді. Термодинамика дербес ғылым ретінде өзінің екі заңы анықталғаннан кейін пайда болды.

1-ші заңы: энергияның пайда болуы және жойылуы мүмкін емес.

2-ші заңы: нәтижесі тек жылудың жұмысқа айналуы болатын периодты процесс болмайды.

Жүйенің сырқы ортадан қабылдаған жылуы сыртқы күштерге қарсы істелінген жұмысқа және жүйенің ішкі энергиясын өсіруге жұмсалады:

мұндағы - жүйеге берілетін жылу, - ішкі энергияның өзгерісі, -жүйенің істейтін жұмысы.

Егер жүйеге жылу берілсе және сыртқы күштер жұмыс істесе, онда термодинамиканың бірінше заңы дәл былай жазылады:

- сыртқы күштердің жүйеге қарсы істейтін жұмысы.

Жылу және жұмыс - энергияның берілу түрі - процесс, ал ішкі энергия күй функциясы болып табылады. - толық дифференциал, ал мен толық дифференциал емес.

Термодинамиканың 1-ші заңын изопроцесстерге қолдану

1) Газ бір күйден келесі бір күйге тұрақты көлемде өтетін изохоралық процесс кезінде болғандықтан, термодинамиканың 1-ші заңы мына түрде жазылады:

2) Изобаралық процесс кезінде болады. Бұл процесс кезінде істелінетін жұмыс

немесе келесі тұрде жазуға болады:

Бұл процесс үшін термодинамиканың 1-ші заңы мына түрде жазылады:

мұндағы

ал газдың істейтін жұмысы

онда термодинамиканың 1-ші заңының осы процесс үшін жазылуы төмендегідей болады:

Яғни, жүйеге берілген жылу түгелімен жұмысқа жұмсалады.

Изопроцестер

Изохоралық процесс кезiнде газдың көлемі тұрақты және iшкi энергиясының өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең. Газдың белгiлi бiр тұрақты көлемінде, жылу алған кездегi және жылу берген кездегi газдың жасаған жұмысы қандай болатындығын бақылаңыздар

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 ішкі энергиясы азаяды. Изохоралық процессті көлемі өзгермейтін герметикалық (тұмшаланған) ыдыстағы газдар мен сұйықтықтарда жүзеге асыруға болады. Дене көлемінің өзгеруіне ішкі энергиясының өзгеруі жылудың жұтылуы не шығуы есебінен атқарылады. Температураның өзгеруіне байланысты газдың (сұйықтықтың) қысымы да өзгереді. Изохоралық процесс кезінде идеал газдың қысымы температураға пропорционал (Шарль заңы) болады. Нақты (идеал емес) газда Шарль заңы орындалмайды. Өйткені газға берілген жылудың белгілі бір бөлігі бөлшектердің өзара әсерлесу энергиясын арттыруға жұмсалады. Ал қатты денедегі изохоралық процессті атқару техникалық жағынан едәуір күрделі болып келеді. Сығылғыштығы өте аз қатты денедегі кез келген изотермалық процесті, бірнеше ондаған килобар қысымға дейін, изохоралық процесс деп есептеуге болады

$C:\Users\KalaKEN\Desktop\P-v_diagram_of_a_simple_cycle.svg (1).png$

Изотермалық процесс кезiнде газдың температурасы тұрақты және iшкi энергиясы өзгермейдi. Газға берiлген барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс жасауға жұмсалады. Газдың белгiлi бiр тұрақты температурасында, жылу алған кездегi және жылу берген кездегi газдың жасаған жұмысы қандай болатындығын бақылаңыздар.

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 теріс болып саналады. Изотермалық процессті жүзеге асыру үшін жүйе, әдетте, термостатқа орналастырылады. Бұл жағдайда термостаттың жылу өткізгіштігі өте үлкен болып келеді де, жүйе температурасының іс жүзінде термостат темп-расынан айырмашылығы болмайды. Изотермалық процесстің мысалына тұрақты температурадағы сұйықтықтың қайнауы не қатты дененің балқуы жатады. Изотермалық процесс кезіндегі идеал газда қысым мен көлемнің көбейтіндісі тұрақты болады. .

Изобаралық процесс кезiнде газға берiлетiн жылу мөлшерi, онымен бiрге оның iшкi энергиясының өзгеруiне және қысым тұрақты болған кезде жасалынатын жұмысқа шығындалады. Белгiлi бiр тұрақты қысымды алып, газды қыздыра және суыта отырып, газдың iшкi энергиясы мен олардың жасаған жұмыстары қалай өзгеретiндiгiн бақылаңыздар

Изобаралық процесс. Изобаралық процесс кезiндегi газға берiлген жылу мөлшерi оның iшкi энергиясының бiрге өзгеруiне және қысым тұрақты болған кездей P = const жұмысты атқаруға шығындалады.

Изобаралық процесс - сыртқы тұрақты қысымда физикалық жүйеде өтетін процесс.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.