0 ,Жылу мөлшері оның сыртган алған жылу мөлшері мен сырткы

күштердің жүйеде өндірген А жұмысының қосындысына тең болады:

а - а + л .

Бұл қарастырылған цикл бойынша жұмыс істейтін машина

суыткыш машина бола апады; өйткені С2ССі бойынша сыгылуға

карағанда С^С С2 бойынша ұлғаю теменірек температурада өтеді,

сондыктан (?2 жылу мөлшері суығырақ денеден апынып, б, жылу

156

молшері ыстығырак денеге берілуі мүмкін. Суытқыш машина сыртқы

күштер есебінен жүмыс істейді, ол машина кандайда бір 0 2 жылу

молшерін суығырак денеден «тасып» ыстыгырақ денеге береді (сөйтіп

суык денені онан әрі суыта түседі).

§ 3. Жылу машинасынын пайдалы әсер коэффициенті.

Жылулык жәие суыткыш машиналар

Қай двигатель болсын әлденеше

дүркін бір дөңгелек процесс (цикл)

жасайтын жүйеге жатады. Циклдің

барысында жүмыстык зат (мысалы.газ)

эуелі У2 көлемге дейін үлгаятын болсын,

ал содан кейін алгашкы V, колеміне дейін

кайта сығылатын болсын (19-сурет).

Цикл ішінде жүмыс оң шама болу

үшін ( А > 0 ), қысым (сонымен қатар эрі

ісмпература) үлгаю процесі кезінде

сыгылгандагыдан үлкен болуга тиіс. Ол үшін жүмыстык затка үлгаю

кс іінде жылу беру керек, ап сыгылу кезінде одан жылу алу керек.

Термодинамиканың бірінші бастамасынын тендеуін циклдің екі

(юлігіне бірдей жазайық. Ұлғайган кезде ішкі энергия і/іМЭнінен

I мэнге дейін өзгереді де, сонымен бірге жүйе 0 , жылу алады жэне

д, жүмыс орындапады. Бірінші бастама бойынша

а -Ч /.-Ө Ң и Ь л (7)

Сығылған кезде жүйе А2жүмыс атқарады жэне 0 2 жылу береді;

бүл - 0 2 жылу алганға бара бар. Демек,

-С ;-С /,- . /1 +Л . (8 )

(7) жэне (8 ) тендеулерді коса отырып, мынаны аламыз:

б і - Й - А , + А 2 .

Қосынды А, + Аг деп жүйенің цикл ішінде атқаратын толык

/күмысы А екенін ескерсек, мынаны жаза аламыз:

(9)

Сыртган апынған жылудың есебінен периодты жүмыс істеп

имдіретін двигатель жылу машинасы деп аталады.

Термодинамиканың бірінші бастамасы кейде былай

іүжырымдалады; бірінші түрдегі перпетуум мобиле (мәцгі

инигатель), ягни периодты жүмыс істеп сырттан алатын

157

энергиядан гөрі көп мөлшерде жумыс өндіретін двигатель жасау

мүмкін емес.

(9) теңдеуден сыртган алынатын 0 жылу түтасымен пайдалы

жүмыс шығарып алуға жүмсалмайтыны байқалады. Двигатель цикл

бойынша істеу үшін, жылудың 0 г-ге тең бір бөлігі қоршаган ортаға

кайтарып берілуі керек, демек, тиісті орынга (ягни пайдалы жүмыс

өндіру үшін) пайдаланылмайды екен. Жылулық машина сырттан

алған 2, жылуды негүрлым пайдапы А жүмысқа асырса, согүрлым ол

машина тиімді екені езінен-өзі айқын. Сондықтан жылу машинасын,

оның пайдалы әсер коэффициенті (қысқаша п.э.к) г] дейтінмен

сипатгау келісілген, бүл бір цикл бойында өндірілетін А жүмыстың

сол цикл бойында машинаның алатын 0 , жылуына қатынасымен

анықталады:

>7 - —а . ( 1 0 )

(9) өрнек бойынша А - 0, -<2г болғандықтан п.э. коэффициентіне

арналған өрнекті былай жазуымызға болады:

(П )

а

П.э. коэффициентінің анықтамасына қарағанда оның шамасы

бірден артық болуы мүмкін емес.

Бүл г} неғүрлым бірге жуық болса, яғни берілген жылу

мөлшерінің негүрлым көбірек бөлігі А жүмыска айналса, солғүрлым

машинаның тиімді болатындығы айқын.

Пайдалы әсер коэффициенті г) - 1 болған жылу двигателі

төтенше тиімді двигатель болған болар еді. Өйткені мүндай двигатель

үшін екі дененің, атап айтқанда; ыстығырак (кыздырғыш) дене мен

суығырак дененің (суытқыштың) болуы шарт болмас еді, ол двигатель

айналамыздағы кез келген денені, мысалы жер қыртысын немесе

мүхитты, онан эрі суыту есебінен жүмыс өндіре алатын болар еді.

Мүндай двигатель екінші түрдегі перпетуум мобиле (двигатель)

деп аталған.

19-суреттегі циклді кері аударсақ, суыткыш машинанын циклі

шыгады. Мүндай машина цикл бойы температурасы Т2 төмен денеден

@г жылу молшерін алады да, температурасы Т) анагүрлым жогарырақ

денеге 2 , жылу мөлшерін шыгарып береді. Түтас цикл ішінде

машинада А жүмыс орындалуға тиіс. Суытқыш машинаның тиімділігі

оның суытқыштық коэффициентімен сипатталады жэне ол

коэффициент суытылатын денеден алынган 0 2 жылудың машинаны

жүргізуге жүмсалған А жүмысқа қатынасы арқылы аныкталады:

158

Суытқыш коэффициенті - Я і.,

А е , - й г '

Перпетуум мобиле энергияның сақталу заңына

і н рмодинамиканың бірінші бастамасына) қайшы болмагандықтан,

ііиі.1 жасауға мүмкін емес екендігі ап-айкын мәселе болмайды. Алайда

мг ігіл-мезгіл жүріп, соның нәтижесінде қандай да бір жылу көзінен

тумыстық денеге берілген 2 , жылу мөлшері түгелімен А жұмыска

йИішлитын, ягни А - <2 болатын жылу машинасын жасау эрекеттерінің

ОлрІ дс эрдайым сәтсіздікке ұшырап отырған.

Жылу көзінен алынған жылу мөлшерінің есебінен жұмыс өндіру

ишнінлегі мәселені жалпы түрде тұңғыш рет қарастырган Сади Карно

іннцц.і, ол 1824 жылы «Оттын қозгаушы күші туралы ойлар» деген

ічіОггін жариялап, мынадай қортынды жасады: идеал газ дөңгелек

іі|>< нісске түсіп, ол процесс көлемдердің адиабаталық және

ннисрмиялык түрде өзгерулерінен кұралғанда, суытқыштың

ігмпсратурасы абсолют нольден жоғары болса, қыздырғыштың

шылуііі суытқышка берілмей коймайды. Кейініректе Клаузиус пен

Іимгон Карноның бұл корытындысын жалпыпап, мынадай принцип

іүрінлс тұжырымдады; нәтижесі бір көзден алынган жылу мөлшері

«гкбінен тек жұмыс өндіру гана болып табылатын периодты

М|ніиггсті жүзеге асыруга болмайды.

1>үл принцип термодинамиканын екінші бастамасы деп

Й І Й Л Й Д Ы . '

Ісрмодинамиканың екінші бастамасын мынадай принцип

іуініідс де айтуга болады: екінші түрдегі перпетуум мобиле, ягни

Ммлу молшерінін бір көзін суыту есебінен жұмыс өндіріп, мезгіл-

мс и Іл жүріп тұратын двигатель жасау мүмкін емес.

Тсрмодинамиканың екінші бастамасының дұрыс екендігін онан

........ орасан көп корытындылардың тэжірибелер нэтижелерімен

м.ііі кслстіндігі көрсетіп отыр.