Идеал газдардың кинетикалық теориясы
жүктеу/скачать 5,05 Kb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- §26. Адиабаттық процесс. Пуассон теңдеуі 65 1. Пуассон теңдеуі.
| 7. Роберт Майер теңдеуі. (24.7) теңдеуді идеал газ үшін қолданып көрейік.
Джоуль заңы бойынша , Менделеев-Клапейрон теңдеуінен - . Сондықтан, (23.7) теңдеуінен (25.7) Осы маңызды қатынас Роберт Майер теңдеуі деп аталады. (25.7) теңдеуді шығарудың тағы бір жолын қарастырайық. Поршенді цилиндрде идеал газдың бір молі болсын. Поршенді бекітіп қойыпгаз температурасын -ға арттырайық. Газ көлемі тұрақты болғандықтан мұндай қыздыруға қажетті жылу мөлшері . Бұл кезде жұмыс атқарылмайтын болғандықтан бұл жылу мөлшері ішкі энергияның өсімшесіне тең болады: (25.8) Енді осы газбен басқа тәжірибе жасайық. Газдың бастапқы күйі бірінші жағдайдағыдай ( ) болсын. Бірақ поршенді бос жібереміз, демек оған тұрақты сыртқы қысым әсер етеді. жылусыйымдылығының анықтамасы бойынша газ температурасын -ға арттыру үшін жылу мөлшері қажет. Бұл кезде жұмысы атқарылады. Қысым тұрақты болғандықтан бұл жұмысты мына түрде жаза аламыз . Газдың ішкі энергиясы тек қана температураға тәуелді болғандықтан, оның шамасы бірінші жағдайдағыдай мәнге өзгереді. Сондықтан екінші тәжірибеде немесе (25.9) Осы теңдеудің екі жағын да -ға бөліп Роберт Майер теңдеуін аламыз: . Бақылау сұрақтары: 1. Калориметриялық күй теңдеуі қандай параметрлерге тәуелді? 2. Гей-Люссак және Джоуль тәжірибелері қандай қорытындыға алып келді? 3. Джоуль-Томсон құбылысы қалай орындалады? 4. Техникалық Джоуль-Томсон құбылысын сипаттаңыз. 5. Идеал газдың ішкі энергиясы тұрақты температура кезінде көлемге тәуелді ме? 6. Идеал газ үшін ішкі энергия тек қандайпараметрдің функциясы? 7. Роберт Майер теңдеуін жазып көрсет. §26. Адиабаттық процесс. Пуассон теңдеуі 65 1. Пуассон теңдеуі. Егер жүйеге жылу берілмесе және жүйеден жылу алынбаса, онда мұндай процесс адиабаталық процесс болып табылады. Газ квазистатикалық адиабатты процесс жасағанда идеал газдың күйін сипаттайтын параметрлер бір-бірімен қалай байланысатынын анықтайық. Адиабаттық процесс үшін , ал , онда (26.1) Менделеев-Клапейрон теңдеуінен -ны (26.1) теңдеуге қойып мынадай өрнек аламыз: Жаңа белгілеу жасайық (26.2) Онда (26.3) (26.3) теңдеу квазистатикалық адиабатты процестің дифференциалдық теңдеуі болып табылады. Идеал газ үшін және жылусыйымдылықтары температураға тәуелді болуы мүмкін. Бірақ, көбінесе газдардың жылусыйымдылықтары температураның кең интервалында тұрақты болады, демек олардың қатынасы да тұрақты. (26.3) теңдеуі оңай интегралданады және мынадай өрнек алынады: (26.4) Бұл өрнек Пуассон (1781-1840) теңдеуі деп аталады. Бұл теңдеу адиабата теңдеуі болып табылады, яғни квазистатикалық адиабатты процесті сипаттайтын графиктің теңдеуі (22-сурет). тұрақтысы адиабаттық тұрақты деп аталады. Менделеев- Клапейрон теңдеуін ескеретін болсақ адиабата теңдеуін тағы да екі түрде жазуға болады: (26.5) P V 1 V 2 V 1 0 22-сурет. 2 66 (26.6) болғандықтан (26.5) теңдеуден адиабаталық сығылғанда газ қызатыны, ал адиабаталық ұлғайғанда салқындайтындығы шығады. Газдың адиабаталық сығылғанда қызуы, бұл процесте газ үстінен жұмыс атқарылып, оның ішкі энергиясының артатындығымен түсіндіруге болады. Идеал газдың ішкі энергиясы тек қана температураға тәуелді болғандықтан, ішкі энергияның артуы температураның артуына алып келеді. 2. Адиабата теңдеулері (26.4)-(26.6) казистатикалық адиабатты процеске ғана тиісті. Квазистатикалық емес адиабатты процестер үшін бұл теңдеулерді қолдануға болмайды. Адиабатты қабырғалары бар, адиабатты қалқанмен теңдей екіге бөлінген цилиндрді қарастырайық. Осы цилиндрдің бір жағында ғана газ болсын. Егер қалқанды бір мезетте алып тастаса, онда газ адиабатты бостыққа қарай ұлғаяды. Бұл процесс квазистатикалық емес. Бастапқыда газдың күрделі жойқын макроскопиялық қозғалысы туып, газ өте тепе-теңсіз күйде болады.Бұл қозғалыстардың кинетикалық энергиясы газдың ішкі үйкелісі құбылысына байланысты оның ішкі энергиясына айналады. Соңында осы көлемдегі газ белгілі температураға және тығыздыққа ие болып, тепе-теңдік күйге келеді. Осы процесс кезінде газ жұмыс атқармады және газға жылу мөлшері берілген жоқ, сондықтан газдың ішкі энергиясы да өзгеріссіз қалды. Джоуль заңына сәйкес газдың соңғы температурасы бастапқыдай болуы керек. Газдың бастапқы және соңғы күйлері үшін адиабата теңдеуін (26.5) қолдану дұрыс болмайды. Егер бұл теңдеуді осы процеске қолдансақ, газ салқындайды деген қате қорытындыға келер едік. Бақылау сұрақтары: 1. Қандай процесті адиабаттық процесс деп атайды? 2. Адиабаттық процесс үшін термодинамиканың 1-ші бастамасы қалай жазылады? 3. Пуассон теңдеуін қорытып шығар. 4. Адиабата көрсеткіші қалай анықталады? 5. Адиабаталық процесті сипаттайтын қисықтың формасы қандай? жүктеу/скачать 5,05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|