_Ma'ruza - 7''' (1)

7-MA'RUZA

MAVZU: Termodinamikaning 2-qonuni. Karnoning to'g'ri sikli Reja:

1. Termodinamikaning 2-qonunining moxiyati

2. Issiqlik mashinalari va ularning foydali ish koeffitsenti

3. Karnoning to'g'ri sikli haqida

Tayanch iboralar: Termodinamik tizim, foydali ish koeffitsenti, qaytar va qaytmas jarayonlar, issiqlik mashinasi, sikllar.

Termodinamikaning 2-qonuni tabiatda sodir bo'ladigan jarayonlarning amalga oshishi mumkin bo'lgan yo'nalishini aniqlaydi. "Energiya sarflamasdan xech qanday ish bajarib bo'lmasligini, sarfla- gan 100 % energiyaga yarasha xech qachon 100 % ish olib bo'lmasligini, shuning uchun tabiatda abadiy dvigatel yaratib bo'lmasligini tushuntiradi". Termodinamikaning 2-qonunini Plank quyidagicha ta'riflaydi: Issiqlik miqdorini ishga aylantirishdan iborat bo'lgan davriy jarayon amalga oshmaydi. Issiqlik mashinalari uchun har doim (F.I.K) η<1 bo'ladi. Termodinamikaning 2-qonunini Klauzius quyidagicha ta'riflaydi: Issiqlik miqdori o'z-o'zidan sovuqroq jismdan issiqroq jismga o'ta olmaydi. Fransuz muhandisi va olimi Sadi Karno 1824 yili o'zining "Olovning harakatlanuvchi kuchi" to'g'risidagi mulohazalarida termodinamikaning 2- qonunining mohiyatini bayon qildi. Harakatlanuvchi kuchni rivojlantirish uchun gazning harorati yuqori bo'lishi kerak. Shu sababli sovitish ham iloji boricha ko'proq bo'lishi lozim va yoqilg'ining ichki energiyasining hammasini ishlatishga umid qilmaslik kerak".Ya'ni yuz foiz sarflangan yoqilgidan, yuz foiz ish olish mumkin emas.

Izolyasiyalangan sistemada sodir bo'ladigan barcha jarayonlarni 2 sinfga:

Qaytar jarayonlar; Qaytmas jarayonlarga ajratiladi.

Bu jarayonlarni o'rganish uchun izolyasiyalangan sistemada amalga oshayotgan biror protsess tufayli jism bir xolatdan ikkichi xolatga o'tsin, so'ng yana birinchi xolatiga qaytsin. Jismning ikkinchi xolatdan birinchi xolatga qaytishini huddi 1- xolatdan 2- xolatga o'tishidagi kabi xolatlar orqali va atrofdagi jismlarda hech qanday o'zgarish bo'lmaydigan holda amalga oshsa – qaytar jarayon deyiladi. Jismning b oshlang'ich xolatga qaytishi tugallangandan so'ng, atrofdagi jismlarda yoki jismning o'zida o 'zgarish mavjud bo'lgan holda yuz beradigan bo'lsa-qaytmas jarayon deb ataladi. Muvozanatli jarayon qaytuvchan jarayon bo'ladi. Qaytmas jarayon ishqalanish bilan o'tadigan jarayonlardir. Har qanday real mexanik jarayon qaytmas jarayondir. Issiqroq jismdan sovuqroq jismga issiliqlik uzatilishi ham qaytmas jarayondir. Quyida sikl diagrammasini kurib chiqamiz.Jismni bir xolatdan 2- xolatga o'tkazib, so'ng uni boshqa oraliq xolatlardan yana dastlabki birinchi xolatga qaytish jarayoni – termodinamikada sikl deyiladi.

Ikki xil sikl mavjud:

1.To'g'ri sikl yoki isitkich mashinalari sikli;

2.Teskari sikl yoki sovutkich mashinalari sikli.

To'g'ri siklda ishchi jism tashqarisidagi temperaturasi yuqoriroq jismdan (isitgichdan) Q₁ – issiqlik miqdorini oladi. Bu issiqlik miqdori ta'sirida ishchi jism kengayadi. Teskari siklda ishchi jism tashqaridagi pastroq temperaturali jism (sovutgich)ga Q₂ - issiqlik miqdoi beradi. Buning natijasida ishchi jism siqiladi.

Sikl davomida bajarilgan foydali ish, ishchi jism isitgichdan olgan va sovutgichga bergan issiqlik miqdorlarining ayirmasiga teng bo'ladi.

A _f = Q₁ – Q₂ Issiqlik mashinalarining samaradorlik darajasi foydali ish koeffitsi enti (F.I.K.) deb ataladigan kattalik bilan aniqlanadi. Bu kattalik fransuz injeneri Sadi Karno tomonidan kiritilgan.

Bunda η - issiqlik mashinalarining F.I.K. Isitish mashialari, bug' mashinalari, bug' turbinalari, ichki yonuv dvigatellari kiradi.

Karnoning to'g'ri sikli – ikkita izoterma va ikkita adiabatik jarayonlardan iborat. Karnoning to'g'ri sikli ideal issiqlik mashinada amalga oshadi. Bunda ishchi jism sifatida 1 mol ideal gaz olinib, uning boshlang'ich parametrlari P₁,V_μ1,T₁ bo'lsin. G azni izotermik ravishda (T₁= const) kengaytirib, isitgichdan gaz Q₁ issiqlik miqdorini oladi. Buning natijasida gazning parametrlari P_{2, ,} T₂ ga o'zgarib, ishchi jism isitgichdan ajratilib, gaz 2-xolatdan 3-xolatgacha adiabatik kengaytiriladi. Bunda gaz tashqi muhit bilan issiqlik almashmaydi. Adiabatik kengayish jarayoni tugallanganda gazning parametrlari P_{3, ,} T₃ bo'ladi. Shundan so'ng gaz izotermik ravishda (T₂= const) siqiladi. Natijada gaz izotermik siqilishi jarayonida sovutgichga Q₂ issiqlik miqdori beradi. Nihoyat 4 - xolat parametrlari P _,T₄ bo'lib, gazni adiabatik ravishda siqib, boshlang'ich xolatga qaytariladi. Natijada sikl yakunlanadi.

Qisqacha xulosalar:

1.Issiqlik mashinasining foydali ish koeffitsienti (FIK)

2. Real, qaytmaydigan siklning F.I.K.

3. S.Karno issiqlik mashinasining FIK ishchi moddaning turiga bog'liq bo'lmasdan isitgich va sovitgich haroratlarning farqiga teng deydi.

Nazorat savollari:

1. Qanday jarayonlarga aylanma siklik jarayonlar deyiladi?

2. Karno sikli qanday jarayonlardan iborat.

3. Ishchi jism deb nimaga aytiladi?

4. Karno siklining FIK nimalarga bog'liq?