20.Термодинамика негиздери

Термодинамика – энергияның түрленуiне қатысты жалпы заңдарға негiзделген жылулық процесстер туралы ғылым. Бұл заңдар молекулалық құрылымдарына байланыссыз барлық денелер үшiн орындалады.

Термодинамиканың бірінші бастамасы — термодинамикалық жүйелер үшін энергияның сақталу заңы; бұл заң бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына жұмсалады Q=U+A U=Q+A

Термодинамиканың екінші бастамасы) — статистикалық нысандардың (мысалы, атомбеидардың, молекулалардың) үлкен санынан тұратын жүйелердің өз бетінше ықтималдығы аздау күйден ықтималдығы молырақ күйге ауысу процесін сипаттайтын табиғаттың түбегейлі заңы. Ондай тұжырымдамалардаң біреулн Р. Ю . Э . Клаузиус (1822-1888) берді: табиги жагдайларда жылу ыстық денеден салқыи денеге өтеді, ал сшіқын денсдеп ыстық денеге жылу өз бетімен беріл.мейді.  Q=0 A=-U

Термодинамиканың үшінші бастамасы — абсолюттік нөлге жуық температура маңында, реакцияның жылу эффектісі мен максимал жұмысты сипаттайтын қисық сызықтар өзара бірігіп кетеді, ал олардың ортақ жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялық реакцияларға тән эксперименттік нәтижелерді қорытындылаудан туатын постулат.

21.Газ улгайганда истелетин жумыс

Ішкі энергияны өзгерткенде істелетін жұмыс шамасын табайық. Ол үшін жұмысшы денесі ретінде газды алып, оның көлемін азайтайық. Сонда газдың қысым күшіне қарсы жұмыс істеледі. Цилиндр ішіндегі газдың көлемін поршеньнің қозғалысы арқылы өзгертеміз. Ауданы S поршеньге қысымы Р газдың әсер ету күші F=PS болғандықтан, поршень dx аралықта қозғалғанда істелетін жұмыс

dA=PSdx=PdV                мұнда dV=Sdx газ көлемінің өзгерісі.

Газдың жұмысы оның қысымы мен көлем өзгерісінің көбейтіндісіне тең.

22. Идеал газдын ишкі энергиясы

Ішкі энергия – дененің тек ішкі күйіне байланысты энергия. Ішкі энергияға дененің барлық микробөлшектерінің ретсіз қозғалыстарының энергиясы, микробөлшектердің өзара әсерлесу энергиясы, атомдар мен молекулалардың ішкі энергиясы, т.б. жатады. Ішкі энергия ұғымын 1851 жылы У.Томсон енгізген.

Дененің бір күйден екінші күйге ауысу барысындағы Ішкі энергиясының өзгерісі (ΔU) мынаған тең: ΔU=ΔQ–A, мұндағы Q –жылу мөлшері, А – істелген жұмыс . Жүйе бастапқы күйіне қайтып келетін (U2-U1) кез келген тұйық процесс үшін Ішкі энергияның өзгерісі (ΔU) нөлге тең және Q=A (қ. Дөнгелек процесс).  Газдардың кинетикалық теориясы бойынша идеал газдар Ішкі энергиясының өзгеруі нәтижесінде, температураға байланысты молекулалардың кинетикалық энергиясы өзгереді. Сондықтан идеал газдың Ішкі энергиясының өзгерісі тек оның температурасының өзгерісімен анықталады. U=3NkT/2 U=3vRT/2

Жылу сыйымдылығы — дене температурасын 1°С-ге немесе 1 калорияға жоғарылату үшін берілетін жылу мөлшері. Яғни, дененің (заттектің) қандай да бір процестегі күйінің мардымсыз шексіз өзгерісі кезінде алатын жөне оларға температураны жоғарылату үшін қажет болатын жылу мөлшері. Жылу сыйымдылығының қысымы тұрақты газдар үшін С және көлемі тұрақты газдар үшін С болып ерекшеленеді. Бірінші жағдайда дененің жьлулық ұлғаюына байланысты сыртқы күштерге қарсы механикалық жұмыс жасалады, ал екінші жағдайда дененің жылуы кезінде оның геометриялық өлшемдері өзгермейді және энергиясын ұлғайтуға жұмсалады. Меншікті жьшу сыйымдылығының дененің тығыздығына көбейтіндісі көлемдік жылу сыйымдылығы деп аталады

23.Адиабаталык процестер . Энтропия . Жылулык козғалткыштар

Адиабаталық процесс — қоршаған ортамен жылу алмаспайтын физикалық жүйеде өтетін термодинамикалық процесс. Адиабаталық процесс жылу өткізбейтін (адиабаталық) қабықшалармен қоршалған жүйелерде өтеді деп есептелінеді. Сыртқы ортамен жүйе арасында жылу алмасып үлгере алмайтындай уақытта тез өтетін процестер адиабаталық процесс ретінде қарастырылады. Оған мысалы, дыбыстың ауада таралуы т.б. жатады. Газ сығылғанда температура көтеріледі, ұлғайғанда — төмендейді. Адиабаталық процесс қайтымды және қайтымсыз процесс түрінде өтуі мүмкін. pV=const

Энтропия (грек. еntropіa – бұрылыс, айналу) – тұйық термодинамикалық жүйедегі өздігінен жүретін процестің өту бағытын сипаттайтын күй функциясы. Энтропияның күй функциясы екендігі термодинамиканың екінші бастамасында тұжырымдалады. Энтропия ұғымын термодинамикаға 1865 ж. Р.Клаузиус енгізген.

Жылулық қозғалтқыш – жылу энергиясын механикалық жұмысқа түрлендіретін қозғалтқыш. Ж. қ. табиғи энергет. қорларды хим. немесе ядр. отын түрінде пайдаланады. Ж. қ. піспекті (поршеньді) қозғалтқыштар (іштен жану қозғалтқыштарының көпшілігі, бу машиналары), піспекті сығымдауыштар (компрессорлар мен сорғылар), роторлы қозғалтқыштар (мыс., Ванкель қозғалтқышы) және реактивті қозғалтқыштар болып бөлінеді. Жұмыстық денені қыздыру үшін жылу беру тәсілі бойынша Ж. қ. іштен жану қозғалтқыштары және сырттан жану қозғалтқыштары (мыс., Стерлинг қозғалтқышы) болып ажыратылады\

24. . ВАН-ДЕР-ВАЛЬС ТЕҢДЕУи

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ТЕҢДЕУІ  және қысымы p болатын көлемі V газдың молі үшін В.-д.-В. т. мына түрде жазылады: (p + a/V2)(V—b)= =RT. 1873 ж. голланд физигі Я.Д. Ван-дер-Ваальс ұсынған. Темп-расы  әмбебап газ тұрақтысы, а және b — нақты газ қасиеттерінің идеал газ қасиеттерінен ауытқуын көрсететін тәжірибелік тұрақтылар. Ал a/V2 — молекулааралық өзара әсердің нәтижесінде пайда болатын молекулалар арасындағы тартылысты ескеретін мүше (өлшемділігі — қысым), b — молекулалардың бір-біріне жақын келген кездегі тебілісін ескере отырып, олардың (молекулалардың) меншікті көлеміне ендірілетін түзету. Көлем (V) үлкен болған жағдайда a және b тұрақтыларын ескермеуге болады да В.-д.-В. т. идеал газ күйінің теңдеуіне ауысады; қ. Клапейрон теңдеуі. 

25. Суйықтын беттик керилуи

Ішкі қысым сұйықтың беткі қабатына орналасқан молекула-ларды ішке тартады және сұйықтың беттік шамасын (ауданын) барынша азайтуға, кішірейтуге тырысады. Сұйықтың беттік мөл-шерін азайтуға себепші болатын аралық шектің бірлік өлшемінде-гі ұзындығына әсер етуші күшті беттік керілу күші немесе жай ғана беттік керілу дейді. Оның өлшем бірлігі — дин/см және бұл күш сұйық бетіне әрқашан перпендикуляр бағытталған.