Лекция 8

ЛЕКЦИЯ 8

1.Термодинамиканың II заңы

2 Идеал газдың энтропиясы

3 Жылулық диаграмма (ТS- диаграмма).

4 Максималдық жұмыс

Термодинамиканың I –ші заңы бойынша:

1. Жылу және жұмыстың бірге айналу эквиваленттігі, яғни жылу және жұмыстың айналуы соның қатынасына байланысты.

2. Энергияның тұрақтылығы термодинамикалық жүйеде оқшауланған.

3. Жылу және ішкі энергияның жүйесі өзара байланыс және жұмыс көлемнің өзгерісі, қоршаған оратаның әсер етуі.

Термодинамиканың I –ші заңы соның жағынан энергияның айналу процесстерін сипаттайды.

Термодинамиканың II –ші заңы сол процесстердің сапасы жағын сипаттайды.

I-ші ТД заңы бойынша табиғатта жұмыс пен жылу эквиваленті болады және бір-бірімен алмасады. Бірақ I –ші заңы бойынша жағдайлар көрсетпеген. Мысалы, I-ші ТД заңында жылу беру бағыты көрсетпеген; сұрақ бүкіл жылу жұмысқа айналған, әлде жоқ?

Тәжірибелер көрсетті: қыздырған денеден салқын денеге жылу еркінімен ауысады және жұмыста жылуға айналуға болады.

II-ші ТД заңы жылу беру бағытын көрсетуін түс оның шамасын жұмысқа айналдыруға болады.

1850. ж.р. Клаузиус II-ші ТД заңына тұжырым берілді: «Суық дене қыздырған денеге өз бетімен жылу беріп алмасады».

1851. ж. У. Томсон II-ші ТД заңына былай айтты: «Жылубергіштен алынған жылу бәрі емес жұмысқа айналады, ал қалғаны жылу қабылдағышқа кетеді».

1892 ж. В. Оствальд былай айтты: «Шексіз қозғалтқыш 2 жіктеуде бола алмайды».

Барлық тұжырымды бірге қоссақ былай болады: «р процесстер қайтымсыз болады». Яғни жылу қозғалтқыш бөлу үшін жылу бергіштің және жұмыс істейтін зат жылу қабылдағыш болу керек.

II-ші ТД заңы:

• жұмыс істейтін процесстердің бағытын;

• жылуэнергия механикалық энергияға айналдыруға қойылатын талаптар;

• жылу қозғалтқышпен максималды жұмыс саңын анықтау.

II-ші ТД заңы математикалық формуласы:

мұндағы: жүйедегі энтропияның шексіздік кішкентай өзгеру шамасы.

жылужібергіштен алынған шексіздік кішкентай жылу шамасы.

Т- жылубергіштің абсолюттік температурасы

Қайтымды процесстің ТД- II-ші заңының аналитикалық түрі.

ТД 1 заңы бойынша .

Сондықтан

Идеал газдың энтропиясы

Энтропия S әріпімен белгіленеді,

Энтропия өзгеруін анықтайтын формуласы

Энтропия – бұл жұмыс заты және қоршаған ортамен арасында жылу беруін сипаттайды.

Теехникалық ТД энтропия абсолютті емес, ол энтропияның өзгеруін көрсетеді

S = S₂ - S₁

Газдар үшін S=0 қалыпты жағдайда р=101325 Па; Т=273К (р=760мм.сын.бағ.; t=0⁰C)

Энтропия әр жұп ТД параметрлерінің жағдайын анықтайды.

S=S₁(P₁V); S₂(р.т.) S=S₃(v.т)

Энтропияның өзгеруі сипаттамалардың процесстер арқылы қай бағытта жылуалмасу анықтауға болады.

Егер зат қыздырса (q0); энтропия өседі (s0);

Егер зат суықтаса (q0); энтропия төмендейді (s0);.

Жылу затқа жақындамаса (q=0); энтропия тұрақты болады (ds=0)

Жылулық диаграмма (ТS- диаграмма).

Инженерлік практикада графикалық байланыс пайдаланады Т(S). Т,S-координаталар арқылы жүйеге қалай жылу көрсетілген және аудан түрінде қисық қайтымды процессінде көрсетілген.

q=, аудан 1-2- S₂- S, Т-S-диаграммада жылу жағд. нүктемен берліген, ал қайтымды процесстер сызумен көрсетілген.

1-сурет. Жылулық диаграмма.

3