Бағдарламасы көлемі 2 кредит (90 сағАТ)
жүктеу/скачать 1,34 Mb.
|
1болим Умкстат
| dQ=dU+dA (3.7)
мұндағы dU - жүйенің ішкі энергиясының шексіз аз өзгерісі, dA -элементар жұмыс, dQ - шексіз аз жылу мөлшері. Мұнда dU -толық дифференциал болып табылады. Термодинамиканың бірінші бастамасының изопроцестерге қолдану. Егер газ күйі әрбір уақыт мезетінде параметрлердің мәндерімен анықталса, онда газ тепе-теңдік күйде деп аталады. Бір тепе-теңдік күйден басқасына өту процесі де тепе-теңдік өту деп аталады. Тепе-теңдік процесі өте баяу өтуі керек, өйткені тек осы жағдайда ғана тепе-теңдіктен барлық ауытқу жолап кетуге үлгере алады. Осындай тепе-теңдік процестердің ішінен изопроцестерді бөліп алуға болады. Изопроцестер деп, термодинамикалық параметрлердің ішінен біреуі тұрақты болып, қалған екеуі арaсындағы тәуелсіздікті анықтайтын процестерге айтылады. 1. Изохоралық процесс: бұл процесс кезінде көлем тұрақты V=const, демек dV=0 болады да, жұмыс болады. Олай болса, термодинамиканың бірінші бастамасының бұл процесс үшін жазылуы яғни, жүйеге берілген барлық жылу түгелімен ішкі энергияның артуына кетеді. 2. Изобаралық процесс: процесс қысым тұрақты болған кезде өтеді p=const және dP=0 болады. Бұл кезде орындалатын жұмыс: . (3.8) болады.
Изобаралық процесс кезінде орындалатын жұмысты температура арқылы да өрнектеуге болады. Ол үшін Клапейрон-Менделеев теңдеуінен (V2 -V1) шамасын анықтаймыз. және , осыдан . Бұл (V2 -V1) мәнін (11.7) өрнегіне қойсақ жұмыс . (3.9) болады.
Соңғы өрнек, R газ тұрақтысының физикалық мағынасын тағайындауға мүмкіндік береді: eгер, , (бір моль), болса, онда болады. Демек, R тұрақтысы деп, 1 моль идеал газды 1К температураға қыздырған кездегі орындалатын кезінде сан жағынан изобаралық ұлғаю жұмысына тең шаманы айтады. Изобаралық процесс үшін термодинамиканың бірінші бастамасының жазылуы 3. Изотермалық процесс: температура тұрақты болған кезде өтетін процесс. . Бұл процесс кезіндегі орындалатын жұмыс . (3.10) болады.
Бұл өрнекті қорыту барысында Клапейрон-Менделеев пен Бойль-Мариотт теңдеулерін пайдаландық. Ішкі энергия тек температураға тәуелді, сондықтан T=const кезінде ішкі энергия U=const, яғни ішкі энргияның өзгерісі (dU=0) болмайды. Бұл процесс үшін термодинамиканың бірінші бастамасының жазылуы , (3.11) яғни, изотермалық процесс кезінде газға берілген барлық жылу мөлшері тек сыртқы күштерге қарсы істелген жұмысқа жұмсалады, . (3.12) Изотермалық процесс кезінде температура кемімеу үшін жүйеге сыртқы жұмысқа эквивалентті жылу мөлшерін беру қажет. Шын мәнінде, бұл жүйе жылулық энергияны механикалық энергияға айналдыруды іске асырады. Термодинамиканың 1-ші бастамасы-энергияның сақталуы мен өзгеру заңдары. Ол заңдар бойынша жылудың белгілі мөлшеріне жұмыстың белгілі мөлшері сәйкес келеді. Термодинамиканың 1-ші бастамасының анықтамасынан: 1-ші ретті, яғни энергия шығындалмай жұмыс жасай алатын мәңгі двигатель жасау мүмкін емес. Ол энергияның сақталуы заңына қайшы. Бұл заң бойынша материя бір формадан кез келген формаға энергия өзгерісі арқылы ғана өте алады деп атайды. Термодинамиканың 1-ші бастамасының аналитикалық формуласын бермес бұрын элементар жұмыс, ішкі энергия, термостат ұғымдарына тоқталу қажет. Элементар жұмыс деп механикада күштің осы күш бағытымен нүктенің аз мөлшердегі қозғалысына көбейтіндісін айтады. . жалпыланған күш, - жалпыланған координата. (газдардың). Системаның толықэнаргиясын , ал термодинамикада . Ішкі энергияның өзі ішкі . -ішкі энергияның бөлшектерінің қозғалыс энергиясы. Мынандай сұрақ туады бола ма? . Термодинамикалық система тыныштықта тұр деп атайды. Ішкі энергия функция бола алады ма? Әр түрлі температура бар 2 система тұйықталмай бір-бірімен байланысса, жылу алмасу жүреді. (меншікті жылу сыйымдылығы) , , Сонымен, термостат дегеніміз денелер мен температурасын өзгертпей жылу алмасу процесі жүретін термодинамикалық системаларды айтады. Термодинамиканың 1-ші бастамасының анықтамасының формуласы -жылу мөлшері толық дифференциал емес. Ол қайтымды және қайтымсыз процестер үшін орындалады. Идеал газдар үшін термодинамиканың 1-ші бастамасы -газдарға түсірілетін қысым. Бұл тепе-теңдік және тепе-теңдік емес процестер үшін орындалады. Тепе-теңдік процесс үшін . Олай болса, тепе-теңдік процесс үшін ; - толық дифференциал, ол системаның күйін сипаттай алатын функция. -толық емес, ол алдында системаның күйін сипаттай алмайды. жүктеу/скачать 1,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|