Зерттеудің статистикалық және термодинамикалық әдістері
яғни, бірінші текті мәңгі қозғалтқыш
жүктеу/скачать 0,97 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Ішкі энергия
| яғни, бірінші текті мәңгі қозғалтқыш — сырттан берілетін энергиядан көп мөлшерде жұмыс жасайтын қозғалтқыштың болуы мүмкін емес.
2.9.3 Газдың көлемі өзгерген кездегі жұмысы Нақты процестерді қарастыру үшін, көлемін өзгерткен кездегі газдың жұмысын жалпы түрде табамыз. Мысалы, цилиндр тәрізді ыдыстағы газды қарастырайық (сурет 1). Егер газ ұлғаю кезінде поршеньді өте аз dl қашықтыққа ығыстыратын болса, онда мынадай жұмыс жасалады мұнда S — поршеннің ауданы, Sdl=dV— жүйе көлемінің өзгерісі. Осылайша, (1) Газдың көлемі V1 ден V2 –ге дейін өзгерген кездегі толық А жұмысты (1) формуланы интегралдау арқылы табамыз: (2) Қандай да бір процесте атқарылғн жұмысты графиктік түрде р, V координаттарындағы қисық арқылы анықтауға болады (1). Барлық нақты процестер тепе-теңдік күйде болмайды, бірақ, кей жағдайда, нақты процестердің теңсіздігін ескермеуге болады. Ары қарай, қарастырылатын процестерді тепе-теңдік күйде деп есептейміз. Ішкі энергия – дененің (жүйенің) тек ішкі күйіне байланысты энергия. Ішкі энергияға дененің барлық микробөлшектерінің (молекулалардың, атомдардың, иондардың, т.б.) ретсіз (хаосты) қозғалыстарының энергиясы, микробөлшектердің өзара әсерлесу энергиясы, атомдар мен молекулалардың ішкі энергиясы, т.б. жатады. Ішкі энергия ұғымын 1851 жылы У.Томсон енгізген. Дененің бір күйден екінші күйге ауысу барысындағы Ішкі энергиясының өзгерісі (ΔU) мынаған тең: ΔU=ΔQ–A, мұндағы Q – жүйенің қоршаған ортамен алмасқан жылу мөлшері, А – істелген жұмыс. Бұл теңдеу жылу алмасу процесі басты рөл атқаратын жүйелердегі энергияның сақталу және айналу заңын (термодинамиканың бірінші бастамасын) өрнектейді. Энергияның сақталу заңына сәйкес Ішкі энергия физикалық жүйе күйінің, яғни осы күйді анықтайтын тәуелсіз айнымалылардың (мысалы, температура, көлем не қысым), бір мәнді функциясы болады. Q және А шамаларының әрқайсысы жүйені Ішкі энергиясы U1-ге тең күйден U2-ге тең күйге ауыстыратын процестің сипатына тәуелді болады, ал ΔU=U2–U1. Жүйе бастапқы күйіне қайтып келетін (U2-U1) кез келген тұйық процесс үшін Ішкі энергияның өзгерісі (ΔU) нөлге тең және Q=A (қ. Дөнгелек процесс). Адиабаттық процесте(қоршаған ортамен жылу алмасу болмаған, яғни Q=0 жағдайда) жүйенің Ішкі энергияның өзгерісі жүйенің істеген жұмысына не жүйеге жасалған жұмысқа тең. Газдардың кинетикалық теориясы бойынша идеал газдар Ішкі энергиясының өзгеруі нәтижесінде, температураға байланысты молекулалардың кинетикалық энергиясы өзгереді. Сондықтан идеал газдың Ішкі энергиясының өзгерісі тек оның температурасының өзгерісімен анықталад.Бөлшектері өзара әсерлесетін физикалық жүйелерде (реал газдарда, сұйықтықтарда, қатты денелерде) молекулааралық және молекула ішіндегі өзара әсер энергиялары да Ішкі энергияға жатады. Мұндай жүйелерде Ішкі энергия температурамен қатар қысым мен көлемге де тәуелді болады. Абс. нөлге жуық төмен температуралар аймағында конденсацияланған жүйелер (сұйық және қатты дене) Ішкі энергиясының температураға тәуелділігі жойылып, ол белгілі бір тұрақты мәнге (U0) – “нөлдік энергия” дейтін мәнге ұмтылады.Ішкі энергия негізгі термодинамиқалық потенциалдардың бірі болып есептеледі. Күй теңдеуі - термодинамикалық жүйенің температура, қысым, көлем және химиялық потенциал секілді макроскопиялық шамаларын өзара байланыстыратын теңдеу. Күй теңдеуі термодинамикалық құбылыстар орын алатын жүйелерде ақиқат болады. Алайда, шынайы өмірдегі құбылыстардың күй теңдеулері аса қиын болады. Жүйенің күй теңдеуі термодинамика постулаттарының ішіне кірмейді және олардың салдары болып табылмайды. Ол өзге қайнарлардан алынған болуы керек. Термодинамика, өз кезегінде, заттардың ішкі құрылысына қатысты сұрақтарды қарастырмайды.Күй теңдеуінде белгіленген қатынастар тек термодинамикалық тепе-теңдік жағдайында ғана ақиқат болады. жүктеу/скачать 0,97 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|