Yessenov forum «ЖАҢа мағыналар»

59 

 

термодинамикалық  жүйенің  тепе-теңдік  күйін  сипаттайды.  19  ғасырдың  аяғы  мен  20 

ғасырдың  басында  атом  және  молекулалық  теориялардың  дамуымен  пайда  болған 

статистикалық  термодинамика  классикалық  термодинамиканы  микроскопиялық  өзара 

әрекеттесулер мен кванттық механикалық күйлерді түсіндірумен толықтырады.  

Химиялық  термодинамика  энергияның  химиялық  реакциялармен  немесе 

термодинамика заңдары шеңберіндегі күйдің физикалық өзгеруімен байланысы туралы. 

Тепе-теңдік  термодинамикасы  қоршаған  ортаға  байланысты  термодинамикалық  тепе-

теңдіктің  бір  күйінен  екіншісіне  ауысуға  болатын  жүйеде  немесе  денеде  зат  пен 

энергияның  берілуін  зерттейді.  Тепе-теңдік  емес  термодинамика  термодинамикалық 

тепе-теңдікте болмайтын жүйелермен айналысады. 

Термодинамикалық  жүйе-бұл  белгілі  бір  мөлшерде  зат  (мысалы,  жылу 

энергиясын сақтау материалдары) бар құрылғы немесе құрылғылар жиынтығы (мысалы, 

энергияны сақтау). Жүйеден тыс барлық нәрсе қоршаған орта деп аталады. Бүкіл ғалам 

жүйе  мен  қоршаған  ортадан  тұрады.  Жүйелерде  масса  алмасу  болмайды,  бірақ  олар 

қоршаған  ортамен  энергия  алмасады,  сондықтан  кейбір  әдебиеттерде  оларды  жабық 

жүйелер  немесе  бақыланатын  масса  жүйелері  деп  атайды.  Қоршаған  ортамен  энергия 

алмаспайтын  жүйе  оқшауланған  жүйе  деп  аталады.  Жақсы  оқшауланған  жылу 

энергиясын  сақтау  жүйесін  сақтау  кезеңінде  оқшауланған  жүйе  ретінде  қарастыруға 

болады [2]. 

Бақылау  көлемі  дегеніміз-зат  ағатын  немесе  одан  шығатын  кеңістіктегі  көлем. 

Кейбір кітаптарда бақылау көлемі ашық жүйе деп те аталады. Жылу энергиясын сақтау 

жүйесін зарядтау және разрядтау процестері кезінде басқару көлемі немесе ашық жүйе 

ретінде қарастыруға болады, егер сақтау материалы салқындатқыш ретінде әрекет етсе. 

Термодинамикалық  қасиеттердің  мысалдары  температура  мен  қысым  болып 

табылады.  Жүйенің  күйі  белгілі  бір  сәтте  оның  қасиеттеріне  мәндер  беру  арқылы 

сипатталған  оның  күйін  білдіреді.  Термодинамикалық  қасиеттердің ерекшеліктері-бұл 

жүйе  белгілі  бір  күйде  болған  кезде  олардың  ерекше  мәндері  болады  және  мәні  жүйе 

өткен алдыңғы күйлерге тәуелді емес; олар жолдың функциясы емес, сондықтан нақты 

дифференциал болып табылады: 

1

2

1

2







−

=



d

 

 

Интенсивті  және  экстенсивті  қасиеттердің  екі  түрі  бар:  қарқынды  қасиеттер 

жүйенің массасына тәуелді емес.  Мысалдарға температура, қысым,  нақты көлем және 

тығыздық жатады. Кең қасиеттер шынымен жүйенің массасына байланысты. Масса мен 

көлем  -  кең  қасиеттердің  мысалдары.Термодинамикалық  қасиеттердің  ерекшеліктері 

зарядтау  және  разряд  процестері  кезінде  қасиеттер  мәндеріне  негізделген  энергияны 

сақтау сыйымдылығы, энергия тығыздығы және жылу энергиясын сақтау жүйелерінің 

зарядтау күйі сияқты маңызды параметрлерді есептеу әдістерін жасауға негіз береді [3]. 

Термодинамикалық тепе - теңдік-бұл механикалық, химиялық және жылу тепе-

теңдігінде  болатын  жүйенің  өздігінен  өзгеру  тенденциясы  жоқ  күйі.  Бұл  тепе-теңдік 

жүйесінің  барлық  қасиеттері  уақыт  өте  келе  өзгеруге  бейім  емес  дегенді  білдіреді. 

Термодинамикалық процесс жүйе өтетін дәйекті күйлердің жолын білдіреді, ал квази-

тепе-теңдік  процесі  дегеніміз-бір  күйден  екінші  күйге  ауысатын  жүйе  тепе-теңдіктен 

шексіз  аз  ауытқатын  процесті  білдіреді.  Цикл-бұл  жүйе  бірқатар  квази-тепе-теңдік 

өзгерістерін  бастан  кешіріп,  бастапқы  күйіне  оралған  процесс.  Егер  процесс  тұрақты 

температураға,  қысымға  немесе  көлемге  ие  болса,  термодинамикалық  процесс 

изотермиялық, изобарлық немесе изометриялық (немесе изохорлық) деп аталады. 

60 

 

Жылу  энергиясын  сақтаудың  әдеттегі  жүйесі  көбінесе  үш  кезеңмен  жұмыс 

істейді: (1) Энергия артық болған кезде зарядтау (және арзан), (2) энергия сұранысқа ие 

болмаған кезде сақтау және (3) энергия қажет болған кезде (және қымбат). Бұл үш кезең 

процесс  деп  аталады  және  жүйе  өтетін  үш  кезең,  егер  жүйенің  күйі  бастапқы  күйіне 

оралса,  цикл  жасайды.  Жылуды  сақтаудың  көптеген  ақылға  қонымды  процестерін, 

әсіресе  қатты  материалдарды  қолдана  отырып,  изобар  ретінде  қарастыруға  болады. 

Жылудың  кеңеюіне  байланысты  жылу  энергиясын  сақтау  процестерінің  көпшілігі 

метрикалық емес. Изотермиялық процестер жасырын жылу сақтау жүйелерінің фазалық 

ауысуы кезінде және сақтау сатысында жүреді. 

Жылу  энергиясын  сақтау  процестері  көбінесе  температураның,  көлемнің 

және/немесе қысымның өзгеруімен байланысты. Сондықтан, осы қасиеттер арасындағы 

байланыс жылу энергиясын сақтау жүйелерін жобалау және пайдалану үшін маңызды. 

Бұл  бөлімде  қысымның  көлем  мен  температураға  тәуелділігі  (PVT)  қысқаша 

талқыланады.  Біртекті  және  өзгермейтін  химиялық  құрамы  бар  таза  заттарға  назар 

аударылады, бірақ олар бірнеше фазада болуы мүмкін, бірақ химиялық құрамы барлық 

фазаларда бірдей. Мысалы, су, мұз және бу қоспасы таза зат, ал сұйық ауа мен газ тәрізді 

ауа  қоспасы  таза  зат  емес.  Кейде  ауа  сияқты  газдардың  қоспасын  фазаның  өзгеруіне 

дейін таза зат ретінде қарастыруға болады. 

1-суретте  PVT  қатынастарының  қалай  орнатылғанын  көрсететін  схема 

көрсетілген. Бұл берілген қысым кезінде таза заттың берілген массасын қыздыруды және 

материалды  қатты  заттан  сұйықтыққа,  соңында  бу  фазасына  айналдыруды  қамтиды. 

Температураға байланысты көлем графигін салу P=P

1

 кезінде PVT үшін 1-суретті береді. 

 

 

 

Сурет 1 - Тұрақты қысым кезінде қыздыру 

 

Осы уақытқа дейін таза заттар туралы пікірталас болды. Жылу энергиясын сақтау 

жүйелері мен жылу энергиясы жүйелері көбінесе қоспаларды немесе көп компонентті 

сұйықтықтарды қолдануды және (немесе химиялық реакциялар) нәтижесінде құрамның 

өзгеруін  болжайды.  Бұған  мысал  ретінде  жылу  энергиясының  термохимиялық 

жинақталуы жатады. 

Көп  компонентті  жүйелерді  тұтастай  екі  санатқа  бөлуге  болады,  атап  айтқанда 

идеалды және идеалды емес қоспалар. Идеал газ қоспалары үшін екі модель ұсынылды: 

Далтон  моделі  және  Амагат  моделі.  Бұл  модельдер  әр  компоненттің  сипаттамалары 

идеалды газ сияқты әрекет етеді және басқа компоненттердің болуына байланысты емес 

деп болжайды. Идеал емес қоспалар үшін термодинамикалық қасиеттердің жаңа класы 

қажет,  олар  ішінара  қасиеттер  деп  аталады,  бұл  жағдайлар  үшін  қасиеттердің  негізгі 

арақатынасын жасау үшін қолданылады.  

  

 

61 

 

ӘДЕБИЕТТЕР 

  

1. Waldo Zemansky, Richard Dittman. Heat and themodynamics, english-2011.p 508 

 

2.  К.А.  Рейтер.  Термодинамика,  теплопередача  и  гидравлика.  Ч.  1:  учебник  М.: 

КУРС, 2019, 172 с. 

3. Г.П. Николаев, А.Э. Лойко, Техническая термодинамика; УрФУ, 2013, -226с. 

жүктеу/скачать 7,85 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: