Бағдарламасы көлемі 2 кредит (90 сағАТ)
жүктеу/скачать 1,34 Mb.
|
1болим Умкстат
| 9-дәріс жоспары
Термодинамиканың 2-ші заңының статистикалық мәні. Дәріс мазмұны Жылу машиналарын күнделікті өмірге пайдалану қажеттілігінен Карноның жұмысы дүниеге келді. Карно циклі бойынша жылу машиналарының берілген температура аралығындағы пайдалы әсер коэффициентінің қаншалықты көп бола алатындығын есептеудің өрнегі анықталды, жылу машинасының ПӘК-нің жұмыс денесінің қасиеттеріне тәуелді еместігі туралы теорема мен оның құрылымына тәуелді еместігі анықталады, сонымен қатар Карно циклінің оптималдық экономикасына анықтама берілді. Карно циклінің ПӘК жұмыс денесінің қасиетіне байланысты еместігі туралы теорема абсолют температура туралы шкаланы кіргізуге себеп болды. Екі изотерма және екі адиабатадан тұратын қайтымды циклға теориялық талдау жасады. Карноның бұл циклы 11.8-суретте көрсетілген. Бұл циклде жұмыс дене - жылжымалы поршен астына орналастырылған идеал газ болған. Изотермалық ұлғаю 1 және изотермалық сығылу 3 сызықтар арқылы көрсетіледі. Изотермалық ұлғаю (1) кезінде температура Т1 болса, сығылу кезіндегі (3) температура Т2 болған. Изотермалық процесс кезінде (1 және 3) ішкі энергияның өзгерісі () нольге тең (немесе U=const) болғандықтан, қыздырғыштан алған Q1 жылу T1 температураны тұрақты етіп ұстай тұруға жұмсалады, яғни ұлғаю жұмысы А12 мына теңдеумен анықталады: (3.29) Бұл кезде газдың көлемі V2-ге дейін ұлғайды, қысым Р2-ге дейін төмендеді. Газ 2-күйге көшті. Ал, адиабаталық ұлғаю кезінде (2) қоршаған ортамен ешқандай жылу алмасу болмайды, сондықтан газ қысымы Р3 –ке дейін төмендейді және температура Т2 –ге дейін төмендейді. Бұл кездегі жұмыс А2-3 ішкі энергияның есебінен орындалады: (3.30) 3.8. – сурет Жұмыс денсі газды изотермиялық сығу процесі кезінде суытқышқа Q2 жылу беріледі. Бұл жылудың мөлшері Q2 сан жағынан сығу кезінде орындалатын жұмысқа тең болады: (3.31) мұндағы минус «-» таңбасы жылудың суытқышқа берілетіндігін көрсетеді. Циклдің аяқталуы (яғни көлемді V4 -тен V1-ге дейін сығумен) сыртқы күштің есебінен орындалатын ғазды адиабаталық сығумен аяқталады. Бұл жұмыс газдың ішкі энергиясын көбейтуге жұмсалады. Адиабаталық сығу жұмысы (4) (3.32) Тұйық процесс нәтижесінде орындалған жұмыс (3.33) Карно циклінің пайдалы әсер коэффициенті Адиабаталық (2) және (4) процестері үшін Пуассон теңдеуін жазамыз: T1V2γ-1 =T2V3γ-1 және T1V1γ-1 =T2V1γ-1 (3.34) бұл теңдеулерден (3.35) шығады
(3.30) және (3.31) өрнектерін ПӘК-нің формуласына қойып және (3.4) өрнегін ескере отырып -ны анықтаймыз: осыдан =1 - және <1 (3.36) Карно циклі қайтымды процесс. Карно циклі арқылы маңызы күшті мына теоремалар дәлелденді: 1. Жылу машиналарының пайдалы әсер коэффициенті (ПӘК) жұмыс денесінің қасиеттеріне және двигательдің құрылымына тәуелді болмайды. ПӘК қыздырғыштың және суытқыштың температураларына ғана тәуелді болады. 2. Берілген температура аралығында жұмыс орындайтын кез-келген жылу машинасының ПӘК-іғ сол температура аралығында жұмыс орындайтын Карно машинасының ПӘК-нен жоғары болуы мүмкін емес. Карно машинасы абстракция болып қана табылады, ол тек қана іздестіру мақсаты үшін пайдаланылатын машина, қорытындысында маңызды теоремалар дәлелденді. Бұл теоремалардың арқасында жылу энергетикасының негізі қаланды және өркендеуіне айтарлықтай әсер берді.
жүктеу/скачать 1,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|