Лекция 8
.docЛЕКЦИЯ 8
1.Термодинамиканың II заңы
2 Идеал газдың энтропиясы
3 Жылулық диаграмма (ТS- диаграмма).
4 Максималдық жұмыс
Термодинамиканың I –ші заңы бойынша:
-
Жылу және жұмыстың бірге айналу эквиваленттігі, яғни жылу және жұмыстың айналуы соның қатынасына байланысты.
-
Энергияның тұрақтылығы термодинамикалық жүйеде оқшауланған.
-
Жылу және ішкі энергияның жүйесі өзара байланыс және жұмыс көлемнің өзгерісі, қоршаған оратаның әсер етуі.
Термодинамиканың I –ші заңы соның жағынан энергияның айналу процесстерін сипаттайды.
Термодинамиканың II –ші заңы сол процесстердің сапасы жағын сипаттайды.
I-ші ТД заңы бойынша табиғатта жұмыс пен жылу эквиваленті болады және бір-бірімен алмасады. Бірақ I –ші заңы бойынша жағдайлар көрсетпеген. Мысалы, I-ші ТД заңында жылу беру бағыты көрсетпеген; сұрақ бүкіл жылу жұмысқа айналған, әлде жоқ?
Тәжірибелер көрсетті: қыздырған денеден салқын денеге жылу еркінімен ауысады және жұмыста жылуға айналуға болады.
II-ші ТД заңы жылу беру бағытын көрсетуін түс оның шамасын жұмысқа айналдыруға болады.
-
ж.р. Клаузиус II-ші ТД заңына тұжырым берілді: «Суық дене қыздырған денеге өз бетімен жылу беріп алмасады».
-
ж. У. Томсон II-ші ТД заңына былай айтты: «Жылубергіштен алынған жылу бәрі емес жұмысқа айналады, ал қалғаны жылу қабылдағышқа кетеді».
1892 ж. В. Оствальд былай айтты: «Шексіз қозғалтқыш 2 жіктеуде бола алмайды».
Барлық тұжырымды бірге қоссақ былай болады: «р процесстер қайтымсыз болады». Яғни жылу қозғалтқыш бөлу үшін жылу бергіштің және жұмыс істейтін зат жылу қабылдағыш болу керек.
II-ші ТД заңы:
-
жұмыс істейтін процесстердің бағытын;
-
жылуэнергия механикалық энергияға айналдыруға қойылатын талаптар;
-
жылу қозғалтқышпен максималды жұмыс саңын анықтау.
II-ші ТД заңы математикалық формуласы:
мұндағы: жүйедегі энтропияның шексіздік кішкентай өзгеру шамасы.
жылужібергіштен алынған шексіздік кішкентай жылу шамасы.
Т- жылубергіштің абсолюттік температурасы
Қайтымды процесстің ТД- II-ші заңының аналитикалық түрі.
ТД 1 заңы бойынша .
Сондықтан
Идеал газдың энтропиясы
Энтропия S әріпімен белгіленеді,
Энтропия өзгеруін анықтайтын формуласы
Энтропия – бұл жұмыс заты және қоршаған ортамен арасында жылу беруін сипаттайды.
Теехникалық ТД энтропия абсолютті емес, ол энтропияның өзгеруін көрсетеді
S = S2 - S1
Газдар үшін S=0 қалыпты жағдайда р=101325 Па; Т=273К (р=760мм.сын.бағ.; t=00C)
Энтропия әр жұп ТД параметрлерінің жағдайын анықтайды.
S=S1(P1V); S2(р.т.) S=S3(v.т)
Энтропияның өзгеруі сипаттамалардың процесстер арқылы қай бағытта жылуалмасу анықтауға болады.
Егер зат қыздырса (q0); энтропия өседі (s0);
Егер зат суықтаса (q0); энтропия төмендейді (s0);.
Жылу затқа жақындамаса (q=0); энтропия тұрақты болады (ds=0)
Жылулық диаграмма (ТS- диаграмма).
Инженерлік практикада графикалық байланыс пайдаланады Т(S). Т,S-координаталар арқылы жүйеге қалай жылу көрсетілген және аудан түрінде қисық қайтымды процессінде көрсетілген.
q=, аудан 1-2- S2- S, Т-S-диаграммада жылу жағд. нүктемен берліген, ал қайтымды процесстер сызумен көрсетілген.
1-сурет. Жылулық диаграмма.