Айналмалы процесс. Қайтымды және қайтымсыз процесстердің анықтамасын беріңіз.

43.Термодинамиканың бірінші бастамасын адиабаталық процеске қолдану және жұмыстың теңдеуін қорытып шығарыңыз. Пуассон теңдеуі. Адиабат көрсеткішінің қабылдайтын мәндерін жазыңыз.

Адиабаталық процесс деп – жүйе мен қоршаған орта арасында жылу алмасу болмаған процесті айтамыз (δQ=0).

Адиабаталық процеске барлық тез өтетін процестерді жатқызуға болады

( жылу алмасу болып үлгермейді ). Мысалы, дыбыстың ауада таралуы, ішкі жану двигателіндегі кеңею және қысылу циклі т.б.

Термодинамиканың бірінші бастауынан адиабаталық процесте δА = - d U

болады.

δА = pdV және d U =m R Сv dТ/M формуласын пайдаланып, мынаны аламыз: pdV = - mСv dТ/M ( 1 )

Басқа жағынан қарасақ, pV =mRT/M формуласынан мынау шығады: pdV + Vd Р = mRdT/M ( 2 )

( 2 ) – ні ( 1 ) – ге бөлсек :

(pdV+Vdp)/pdV= -R/Сv = -(Cp-Cv)/Cv немесе dP/P = - ɣdV/V ,

мұндағы ɣ = Cp/Cv - Пуассон коэффициенті.

Осы теңдеуді интегралдасақ: lg VC+ lg P = lg const

Бұл адиабаталық процестің Пуассон теңдеуі береді.

Менделеев –Клапейрон pV = mRT/M теңдеуін ТVɣ-1 = const

Пайдаланып, мынаны аламыз:

Адиабаталық процестің диаграммасы - адиабата. Ол (P,V) координатасында гипербола болып сипатталынады. Адиабата ( PVɣ= const ) изотермаға (PV = const )қарағанда тіктеу болып келеді.Ол адиабаталық процесс кезінде 1 – 3 аралығында газ қысымының ұлғаюы – көлемнің азаюымен қатар температураның көтерілуімен түсіндіріледі.

Адиабаталық процесте δА =-d U, сондықтан δА = -m Сv dТ/M.

Егер газ адиабаталық түрде V1- ден V2 көлеміне дейін ұлғайса, температурасы T1 –ден T2 - ге дейін азаяды, онда идеал газдың ұлғаю жұмысы

А = - mСv /M∫ dТ =m Сv ( Т1 - Т2 )/M

Бұдан Менделеев – Клапейронның PV = mRT/M теңдеуін пайдаланып мынаны аламыз:

А = [P1V1/Адиабаталық процесте δА =-d U, сондықтан δА = - Сv dТ.

Егер газ адиабаталық түрде V1- ден V2 көлеміне дейін ұлғайса, температурасы T1 –ден T2 - ге дейін азаяды, онда идеал газдың ұлғаю жұмысы:

A=сами напишете :*

1-2 адиабаттың ұлғаю кезіндегі жұмыс (штрихталған аудан) изотермалық процестен кем. Себебі, адиабаттық ұлғаю кезінде газ температурасы төмендейді, ал изотермиялық ұлғаюда температура сырттан келетін эквивалентті жылу есебінен тұрақты күйде ұсталып тұрады.

44.Политропты процесске анықтама беріңіз. Политроп теңдеуін жазыңыз. Изопроцестер үшін политроп көрсеткішінің мәндерін қорытып шығарыңыз.

Жылу сыйымдылық тұрақты болып (С=const) қалатын процесс - политроптық деп аталады.

Жоғарыда қарстырылған изохоралық, изотермалық , изобаралық және адиабаталық процестер осы политроптық процестің кейбір жағдайлары болып саналады.

Политроп теңдеуі pVn = const

Мұндағы n = - политроп көрсеткіші деп аталады.

Жылу сыйымдылық мәндері мен политроп көрсеткіштері әр түрлі процесстерге байланысты таблицада көрсетілген.

Процесс С n

Адиабаталық C = 0 n = ɣ

Изотермиялық С=∞ n=1

Изобаралық C=Cp n=0

Изохоралық C=Cv n=+/-∞

45. Айналмалы процесс. Қайтымды және қайтымсыз процесстердің анықтамасын беріңіз.

Айналмалы процесс (циклдік) деп (P,V) диаграмасында цикл тұйық қисықпен сипатталатын процесті айтамыз. Мұнда 1-2 бөлігі ұлғаюға сәйкес келсе , ал 2-1 газдың сығылуы.

Ұлғаю жұмысы A1 ( 1a2V2V11 фигурасының ауданы ) оң: A1 >0

Сығу жұмысы A2 (2б1V2V12 фигурасының ауданы ) теріс: A2<0

Циклдегі жұмыс А тұйық қисықтың сызған ауданымен анықталады: А=A1 + A2

Жұмыс – термодинамикалық жүйе күйінің функциясы ғана емес , сонымен қатар болған процестің түрінің функциясы болып саналады. Сондықтан жұмыс күйдің бір мағыналы фунциясы болып саналмайды (ішкі энергия сияқты).

Термодинамиканың бірінші бастамасынан жылу Q жұмыс А сияқты жүйемен болатын процестің функциясы болып саналады.

Термодинамикалық процесс қайтымды деп аталады, егер ол түзу бағыттада, кері бағытта да жасала алса. Егер мұндай процестер алдымен түзу бағытта, одан кейін кері бағытта жасалса және жүйе бастапқы күйге келсе, онда қоршаған ортада және де осы жүйеде ешқандай өзгеріс болмайды. Бұл шарттарды қанағаттандырмайтын басқа процестер қайтымсыз болады.

Нақты процестер қайтымсыз, онда әрқашанда энергияның диссипациясы ( жоғалту, үйкелістен, жылуөткізгіштен және т.б.) болады. қайтымды процестер - бұл физикалық модель - нақты процестердің идеализациясы.

12 3 Следующая ⇒