Айналмалы (дөңгелек) цикл Қайтымды және қайтымсыз процестер

Жүйенің әртүрлі күйден өтіп бастапқы қалпына оралуын айналмалы цикл (процесс) деп атайды.

Цикл диаграммада тұйық қисықпен кескінделеді (50-сурет).

Идеал газға тән цикл газдың ұлғаю (1-2) және сығылу (2-1) процестерінен тұрады. Ұлғаю кезіндегі жұмыс фигурасының ауданына тең және оң, ал сығылу кезіндегі жұмыс фигурасының ауданына тең, әрі теріс болады.Олай болса, бір циклда істелген жұмыс қисықпен шектелген ауданға тең. Толық бір циклда істелген жұмыс оң болса (цикл сағат тілінің бағытымен жүреді), оны тура бағытта өткен процесс (50а-сурет), бір циклда істелген жұмыс теріс болса (цикл сағат тіліне қарсы бағытта жүреді) оны кері бағытта өткен процесс (50б-сурет) деп атайды.

Тура бағытта өтетін цикл сырттан алған жылу арқылы жұмыс істейтін жылу двигательдерінде қолданылады. Кері бағытта өтетін цикл сыртқы күштер жұмысының салдарынан денеге берілетін жылу жоғары температурада болатын тоңазытқыш машиналарда қолданылады.

Айналмалы процестің салдарынан жүйе бастапқы күйіне қайтып оралады, олай болса газдың ішкі энергиясының толық өзгерісі нольге тең. Сондықтан дөңгелек процесс үшін термодинамиканың 1-ші бастамасын деп жазамыз, яғни толық бір циклда істелген жұмыс сырттан алған жылуға тең.

50-сурет

Бірақ дөңгелек процестің нәтижесінде, жүйе жылу алып қана қоймай өзі жылу береді, сондықтан , мұнда -жүйенің алған, -жүйенің берген жылуы. Сондықтан айналмалы процестің термиялық пайдалы әсер коэффициенті

болады. (10.1)

Тура, әрі кері бағытта жүре алатын термодинамикалық процесті қайтымды деп атайды. Егер мұндай процесс алдымен тура, содан кейін кері бағытта өтіп, жүйе бастапқы қалпына оралса, онда қоршаған ортада да, жүйенің өзінде де ешқандай өзгеріс болмайды. Бұл шартты қанағаттандырмайтын процесс қайтымсыз деп аталады.

Сұрақтар

1. Айналмалы цикл (тұйық цикл) дегеніміз не?

2. Тіке және кері бағытта өтетін процестерді түсіндіріңіздер

3. Дөңгелек процестің п.ә.к-н өрнектеңіздер

Термодинамиканың 2-ші бастамасы

Термодинамиканың 1-ші бастамасы термодинамикалық процесті толық сипаттай алмайды. Айталық термодинамиканың 1-ші бастамасы энергияның сақталу және түрлену заңын сапалық түрде сипаттағанмен, ол процестің өту бағытын анықтай алмайды.

Екінші бастаманы түсіну үшін жылу двигательдерінің жұмысын қарастырайық (51-сурет). Толық бір цикл ішінде температурасы (Т ) жоғары қыздырғыштан жылу алынса, осы цикл ішінде температурасы төмен (Т₂) тоңазытқышқа жылу беріледі де, соның салдарынан жұмыс істеледі:

(10.2)

Тоңазытқыш А

_Машина

51-сурет

Жылу двигателінің термиялық пайдалы әсер коэффициенті болу үшін, шарты орындалуы керек, яғни жылу двигателінің бір ғана жылу көзі болуы қажет., ал бұл мүмкін емес. Шы нында да француз инженері С. Карно ның зерттеуі бойынша жылу двигателі қалыпты жұмыс істеуі үшін температу расы әртүрлі екі жылу көзі қажет. Тер модинамиканың 2-ші бастамасының мәні бір ғана жылу көзі арқылы жұмыс істейтін жылу двигателін

жасауға болмайтындығын, яғни мәңгілік двигателін жасауға болмайтындығын, яғни мәңгілік двигательдің екінші түрі болмайтындығын

түсіндіру. Кельвиннің анықтамасы бойынша:

1. Мәңгілік двигательдің екінші түрін жасау мүмкін емес;