Тақырып: Термодинамикалық параметрлер. Термодинамика заңдары

Сабақтың мақсаты: термодинамикалық параметрлерді анықтау керек, ішкі энергияның өзгеруін, жасалған жұмысты және бөлінген жылуды, Карно циклінің п.ә.к. анықтау керек. Адиабаталық қайтымды ұлғаю кезіндегі температураның өзгерісін және Карно теоремасының негізінде абсолют нөл температурадағы максималды жұмысты табу керек.

Есеп шығару мысалдары:

1 есеп. қысым мен температурада газбен толтырылған көлемі баллонды өлшегенде, оның салмағы болып шықты. Баллоннан аздап газды сорып алғаннан кейін, ондағы қысым сол температура кезінде болады. Осы кезде баллонның салмағы болып шықты. Газдың қалыпты жағдайлардағы тығыздығын табу керек.

Шешуі

Менделеев-Клапейрон теңдеуін газдың үш күйі үшін жазамыз:

Баллондағы газдың сорылғанға дейінгі массасы

мұндағы - бос баллонның салмағы.

Дәл осылай сорып алынғаннан кейін ; (4)

. (5)

(3)-тен

деп табамыз. (4)-тен (5)-ті шегеріп және (6)-ны пайдаланып, былай табамыз:

Максимал жұмыс атқарылу үшін жұмыс циклі қайтымды болу керек. Тек екі термостаты – температурасы қыздырғышы мен температурасы суытқышы бар кезде тек бір ғана қайтымды цикл – екі изотерма мен екі адиабатадан тұратын карно циклі ғана мүмкін болады.

Бұл циклдің п.ә.к.-і

. (1)

Кезкелген жылу двигателінің п.ә.к.-і

мұндағы А – двигательдің атқаратын пайдалы жұмысы, - жұмысшы дененің қыздырғыштан алатын жылу мөлшері.

1. 
   және (2) теңдеулердің оң жақтарын теңестіріп,
   

деп аламыз, осыдан

Қыздыру процесі белгісіз, бірақ энтропияның бір күйден екінші күйге өткен кездегі өзгерісі тек газдың осы күйлерінің параметрлерімен ғана анықталады, ал процестің сипатына тәуелсіз болады.

Энтропияның өзгерісін нәтижесінде жүйені 1 күйден 2 күйге өткізуге болатын кезкелген қайтымды процесті қарастыру арқылы табуға болады (30е-сурет).

Суретте осындай мүмкін екі квазистатикалық процестер өрнектелген: біріншісі – 12 изобаралық ұлғаю; екіншісі – 13 изотермиялық ұлғаю және одан арғы 32 изохоралық қыздырылу.

12 процесс үшін:

, (1)

мұндағы .

132 процесс үшін

, (2)

мұндағы , .

деп табамыз. Оттегі екі атомдық газ () және температуралардың берілген интервалы үшін Дж/К. 132 өтуі үшін де осы нәтиже өзгеріссіз қалады, соны көрсетейік.

деп аламыз. , , сонымен қатар екендіктерін ескере отырып,