Химиялық термодинамикаға жалпы сипаттама. Химиялық термодинамиканың негізгі түсініктері: жүйе, жүйенің күйі, параметрлері, процесс ұғымдарының анықтамасын айтып беріңіз
Карно-циклі және максимальды пайдалы ісер коэффицентінің формуласын жазыңыз
жүктеу/скачать 2,11 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 12. Карно-Клаузиус теңдеуін жазыңыз.
| 11.Карно-циклі және максимальды пайдалы ісер коэффицентінің формуласын жазыңыз.Цикл – белгілі уақытта орындалған жұмыстың жиынтығы. Сонымен Карно циклінде де барлық басқа циклді процестер сияқты ішкі энергияның айырмасы нөлге тең: ∆U = 0. Карно циклін жүргізген кезде, осы жүйедегі жұмысшы дене (Q1 – Q2) жылуын қабылдап алады және мұның салдарынан жұмыс (А) атқарады. Осы жұмыс мөлшері жағынан алғанда Карно цикліндегі изотермиялық
процестің айырмасына тең және кері мәнді.
Бұдан Карно цикліндегі жүйе жұмысының пайдалы әсер коэффициенті шығады. Сонымен, пайдалы әсер коэффициенті тек бастапқы (Т1) және соңғы (Т2) температураларға тәуелді екенін көреміз. Карно циклі процесін талдай отырып, мынадай қорытындылар жасауға болады: ешбір кедергісіз жұмыс жасайтын машинаның өзімен де берілген жылуды түгелдей жұмысқа айналдыру мүмкін емес. Оның бір бөлігі қалайда жылу қабылдағышқа ауысады; жұмысқа айналған жылудың үлесі жылу бергіш пен жылу қабылдағыштың температураларына тәуелді, яғни η = f (Т1, Т2). Әдетте 0 < η < 1. Егер тоңазытқыштың температурасы абсолюттік нөлге тең болса (Т2 = 0), онда η = 1 болады, ал егер Т1 = Т2 болса, онда цикл болмайды, ал η = 0 болады; 12. Карно-Клаузиус теңдеуін жазыңыз. Бұл теорема бойынша Карно циклі процесінің пайдалы әсер коэффициенті жұмыс атқаратын заттың (дененің) табиғатына тәуелсіз болады. Карно циклі процесі бойынша жұмыс істейтін қыздырғыштың температурасы – Т1, ал тоңазытқыштың температурасы – Т2; (Т1 > Т2) болатын екі машинаны қарастырайық. Бірінші машинаның жұмыс атқаратын денесі – идеал газ, ал екінші машинаның жұмыс атқаратын денесі идеал газдан басқа кез келген бір зат. Қарастырылып отырған жағдайда Q Q' болсын.
1 Бірінші машина екіншіге қарағанда тиімді деп есептейік, яғни η1 > η2, ондай жағдайда А > А1 және Q Q' болады. 2 Бірінші машинаның істеген А жұмысы арқылы екінші машинаны кері бағытта жұмыс істете аламыз. Сонда бірінші машинаның істеген жұмысынан алынған жылу екінші істеген жұмысқа берілген жылуға тең, ол – Q1. Төменгі ' 3.2-сурет. Карно-Клаузиус температурадағы тоңазытқыш жылуын жоғалтады. Q1 Q2 .теоремасын дәлелдейтін сызбанұсқа. Осы жылудың салдарынан алынған жұмыс ұтымдылығы (А >А1) болады. Алайда мұндай қорытынды термодинамиканың екінші заңына қайшы келеді. Ендеше η1 η2- ден үлкен болуы мүмкін емес. Дәл осылай η2 η1-ден үлкен болмайтынын да дәлелдей аламыз. Бұдан η1 = η2 деген қорытындыға келеміз, яғни Карно циклі процесіне кері жұмыс істейтін машинаның пайдалы әсер коэффициенті жұмыс атқаратын дененің қасиетіне тәуелсіз, тек Т1 мен Т2-ге ғана байланысты болады. жүктеу/скачать 2,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|