12 Билет.

Қайтымды және қайтымсыз процестер. Идеал жылу машинасы. Карно циклы. ПӘК

Қайтымды және қайтымсыз процестер.Процесс қайтымды деп.ат егер ол кері бағытта тура процесстің жүрген барлық аралық күйлеріне өтсе ж/е бұл кезде қоршаған денелерде ешбір өзгеріс болмауы керек.Осы шартты қанағаттандырмайтын кез-келген процес қайтымсыз пр болады,яғни қайтымсыз пр.дін қоршаған денелерде не дене-нің өзінде қайсыбір өзгерістер қалып қояды.Қоршаған денелерде «із» қалатын пр.тер қайтымсыз болады.Сонымен,барлық нақты пр.тер қайтымды,бірақ қайтымдылық дәрежесі әртүрлі болу мүмкін .Қайтымды пр-тің қасиетіне тек тепе-теңдік пр.жатады.(Сыртқы әсер жоқ болғанда пр.ді сипаттайтын параметрлер барынша тұрақты болатын процесті тепе-тендік пр д.а)Мыс,газдың ад-лык сығылу не ұлғаю про-сі қайтымды себебі арасында жылу алмасу жоқ. Үйкеліспен жүретін кез келген процесс қайтымсыз болады,себебі үйкеліс кезінде Аның бір бөлігі әрқашан жылу мөлшеріне айналады.

Идеал жылу машинасы.1824 ж фр инженері Сади Корно циклдық жұмысы 2 изот және 2 ад-дан тұратын жылу машинасын ұсынған.Машина жұмыстың заты(ид газы)бар цилиндрден тұрады.Карно циклінің пайдалы әсер коэффициенті жұмыстың дененің тегіне тауелді емес,ол тек қана қыздырғыш пен тоңазтқыштын темп-на тәуелді.Осыларды кейбірде Карноның бірінші теоремасы д.а..Қыздырғыш және тоңазытқыштың белгілі температуралар мәндерінде жұмыс істейтін жылулық машинаның пайдалы әсер коэффинциенті,сондай жағдайларда істейтін қайтымды Карно циклы б/ша машинаның п.а.к.інен әрқашан кіші болады. Бұны да Карно циклы д.а.Біз жұмыстық дене ретінде идеал газды алдық,себебі оның куйінің тендеуі белгілі.Карно циклы б/ша жұмыс істейтін машинаның пайдалы әсер коэф-і максимал,демек ең жоғарғы мәнде б-ды,себебі Карноның циклдік процеси қайтымды,сон/тан эта(қайтымсыз)<эта(қайтымды).

Карно циклы екі изотермиядан 1-2 және 3-4 және екі адиабаттан 2-3 және 4-1 тұрады.жолының жылуберуші тұрақты температураға T1, мөлшерлі жылулық (q₁) жеткізіледі, 3-4 жолымен (q₂) жылулық T2 тұрақтытемпературасымен жылу алмастырушыға алып кетіледі.Kepi Карно циклын іске асыру үшін, барлығы екі жылулық көзі қажет - жылу беруші және жылу қабылдағыш.Изотермиялық процесстегі, меншікті жылулық мөлшері q₁ формулаға сәйкес жазылады:q₁ = RT₁ ln(V₂/V₁) и q₂ = RT₂ ln(V₃/V₄) Бұл теңдеуден 2-3 адиабаттар үшін табамыз: T₂/T₁ = (V₂/V₃)^k-1 Ал, теңдеу 4-1 адиабаттар үшін: T₂/T₁ = (V₁/V₄)^k-1 Бұдан, V₂/V₁ = V₁/V₄ немесе V₂/V₁ = V₃/V₄ Жылудинамикасының бірінші заңына сәйкес, алынған l меншікті жұмыс эквивалентті, яғни q₁ - q₂ = l, ал формулалар Карно пропорциясы деп аталуымен анықталады: q₁/T₂ = q₂/T₂ Бұдан l = q₁(1 - q₂/q₁) = q₁(1-T₂/T₁). Сондықтан, жоғарыдағы формулаға сәйкес, Карноның қайтымды циклының термиялық ПӘК: η_k = 1 − T₂ / T₁ и q₁ * η_k Осыған қарағанда, Карноның қайтымды циклының термиялық ПӘК, санды мөлшерге тең болады да, жылулық көзінің абсолютты температураларының (Т₁ - Т₂) айырмасы, оның жылулық көзінің абсолютты температурасының ең жоғарғы температурасы Т₁ қатынасына тең. Карно, шексіз жай ағатын (үйкелістен жоғалуы) 1-2-3-4 процессті қарастырған, сол себептен жұмысшы заттар механикалық тепе-теңдікте болады. Бұдан басқа, жұмыстық денемен температура көзі Т₁ арасындағы, 1-2 изотерма бойында және Т₂, 3-4 бойында шексіз аздаған температура айырмашылығы бар. Сонымен, термиялық тепе-теңдік сақталады. Сондықтан, цикл, қайтымды деп саналады. Бұл циклды, Карноның идеалды циклы деп атайды.

Циклдың тиімділігі ПӘК сипатталады. Бұл шама жұмысқа айналған жылу мөлшерінің қатынасымен сипатталады. н/е