6 дәріс Термодинамика негіздері
жүктеу/скачать 112,01 Kb.
|
6 дәріс
- Бұл бет үшін навигация:
- Энтропия. Термодинамиканың екінші бастамасы
| Адиабаталық процесс
Адиабаталық процесс деп қарастырылатын жүйемен (денемен немесе затпен) қоршаған орталар (денелер) араларында ешқандай жылу алмасуы болмайтын процесті айтады, яғни dQ=0 болатын процесті айтады. Кез келген өте тез өтетін процестерді адиабаталық процесс деп қарастыруға болады. Термодинамиканың бірінші бастамасы адиабаталық процесс үшін былай жазылады: немесе . (6.10) Зат күйінің «1» және «2» деп белгіленген күйі қалауымызша белгілену болғандықтан, жүйенің кез келген күйі адиабаталық процесі жүрген кезде температурамен көлемнің γ-1 дәрежедегі көбейтіндісі тұрақты болады екен деп қорытынды жасауға болады, яғни - Пуассон теңдеуі (6.11) р,V айнымалы параметрлерді р,Т айнымалы шамаларға ауыстыру үшін, бір моль идеал газ теңдеуінің көмегімен мынадай байланысты анықтауға болады. немесе немесе (6.12) Осы (6.11) және (6.12) өрнектері де адиабата процестерінің теңдеуі деп аталады. - адиабата көрсеткіші немесе Пуассон коэффициенті Газдың көлемі V1-ден V2-ге дейін өзгергенде температурасы Т1-ден Т2-ге дейін өзгеретін болады да, орындалатын жұмыс мына өрнекпен анықталады: (6.13) Массасы кез келген (m) мөлшердегі газ үшін (6.14) Бұл жұмысты көлемнің V1 және V2 өзгерісі арқылы да жазуға болады: (6.15) Энтропия. Термодинамиканың екінші бастамасы Энтропия деп тепе-теңдік күйде тұрған жүйедегі элементар өзгеріс кезіндегі жүйенің алған немесе берген жылуының (берілген температурадағы) оның температурасына қатынасы арқылы жүйе күйі анықталатын функцияны атайды, яғни dS= (6.16) мұндағы –жүйенің берген немесе алған жылуы; Т–процесс өту кезіндегі жүйенің температурасы; dS – жүйенің күйін анықтаушы функция – энтропия – бұл толық дифференциал. Мұндағы –жылудың шамасын, термодинамиканың бірінші бастамасын және бір моль идеал газ күйінің теңдеуін пайдаланып анықтаймыз (6.17) Осыдан энтропия өзгерісін немесе (6.18) Кез келген үздіксіз бір мәнді функциядан алынған дифференциал «толық дифференциал» деп аталады. Осыдан dS – толық дифференциал болады да, S – жүйенің күйін анықтайтын ішкі энергия сияқты жүйенің күйінің функциясы болады. Жүйенің бір тепе-теңдік күйінен (1) жүйенің тепе-теңдік басқа күйіне (2) өткенде, олардың араларындағы өту процестері де тепе-теңдік процесс болса, онда жүйенің энтропиясының өзгерісі былай анықталады: =S1-S2= (6.19) Тепе-теңдік күйде өтетін адиабата процесі кезінде =0 және S2=S болады, яғни энтропия өзгермейді (тұрақты түрде қалып қояды). Сондықтан адиабаталық процесс «изоэнтроптық» деп аталады. Басқа процестер кезінде энтропия өзгереді. Мысалы, тепе-теңдік күйдегі изотермиялық процесс (Т=const) S1-S2 = (6.20) болады. Сонымен, бір күйден басқа күйге өткенде жылудың ауысуы сансыз көп әдістермен орындалуы мүмкін (Графиктегі бұл түрлі қисықтар бір нүктеден басталып сол нүктеде аяқталады). Бұл кездегі энтропияның өзгерісі = (6.21) Энтропияны басқа термодинамикалық параметрлер арқылы да жазуға болады. Бұлай анықтаудың маңызы бар, мысалы, температура сияқты энтропияны тікелей тәжірибеде анықтау мүмкін емес. Егер зат күйінің теңдеуі белгілі болса, онда энтропия былай анықталады: біз оны білеміз Осыдан анықталмаған интеграл алатын болсақ, онда (6.22) немесе Сондықтан, мұндағы тұрақты көлемге де, қысымға да тәуелді болмайды. Егер осыдан анықталған интеграл алсақ, онда жүйенің екі күйі болады. Осыдан екі күйдің энтропиясының айырмасы: (6.23) Осы (6.23) формуладан температура өскен сайын және газдың көлемі ұлғайған сайын энтропия өседі. Молінің саны болатын газдың энтропиясы, бір моль газдың энтропиясынан есе көп болады. моль үшін ішкі энергияның өзгерісі , ал қысым (Менделеев-Клапейрон теңдеуінен). Олай болса Демек, жүйенің энтропиясы оны құраушы бөліктерінің энтропияларының қосындысына тең болады. жүктеу/скачать 112,01 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|