Карноны идеал жылулы машинасы

Карно циклі деп тепе-тедіктегі екі изотермиялы жне екі адиабаталы лаюлар мен сыылулардан тратын айтымды дгелек процесті айтады. Карноны идеал жылулы машинасы жылуошаулаыш тсенішке орнатылан жмыс денесімен (газбен) толтырылан цилиндрден, температурасы ыздырыштан жне температурасы суытыштан трады. Карно цикліне талдау жасайы.

1) Кй параметрлері , жне (9.2–сурет, диаграммадаы нкте) цилиндр ішіндегі газды клемін цилиндрді ыздырыша ойып, одан алынан жылу есебінен -ге дейін те баяу, изотермиялы діспен сіреді.

2) Цилиндрді жылуошаулаыш тсенішке ойып, газды адиабаталы трде лайтады. Газ жмысты ішкі энергия есебінен жасайтындытан, оны температурасы суытышты температурасына дейін тмендейді. исыы газды адиабаталы лаюын сипаттайды.

3) Газды сыылу процесі де екі сатылы жреді. Алдымен жмыс денесі орналасан цилиндрді суытышпен жаластырып, изотермиялы діспен сыады. Газ нктемен белгіленген кйге жеткенде цилиндрді суытыштан алып, жылуошаулаыша ояды. Сыылу кезінде жасалан теріс жмыс жылуа айналып, суытыша беріледі. исыы газды изотермиялы сыылуын сипаттайды. 4) Цилиндр жылуошаулаыш тсенішке ойылан со, жмыс денесін адиабаталы трде одан рі сыып, бастапы кйге айта алып келеді. 9.2 – сурет. Карно циклі

Бл процесте газды температурасы Т2 – ден Т1 – ге дейін седі. исыы газды адиабаталы сыылу процесін сипаттайды. Температурасы ыздырышты бірдей болан газды ыздырышпен айта жалап, циклді айта бастайды.

Газды бір циклде жасаан жмысы 4.2 – суреттегі « » фигура ауданымен аныталады:

. (9.1)

Карно теоремасы

Жылулы озалтыш цикліні немділігі жылулы пайдалы сер коэффициенті (ПК немесе ) арылы сипатталады. Пайдалы сер коэффициенті – бір циклде жасалан A жмыс пен ыздырыштан жмыс денесіне берілген Q1 жылу млшеріні атынасына те физикалы шама. Карно циклі бойынша жмыс істейтін озалтыш шін ПК:

.(9.2)

Біратар трлендіруден со Карно озалтышыны ПК-ін келесі трге келтіруге болады:

. (9.3)

Соы екі формуладан келесі атынасты табамыз:

. (9.4)

Олай болса, боланда ана болады. Біра температураны абсолюттік нлге дейін тмендету ммкін емес. Бл Нернст теоремасы длелдеген термодинамиканы шінші бастамасы. Сондытан, рашан болады. Карноны жылулы машинасы – идеал жылу машинасы. Мндаы барлы процестер те баяу тетіндіктен, оларды айтымды процесс деп арастыруа болады. Температурасы ртрлі денелер бір-бірінен ошауланан. Сондытан жылуткізгіштік арылы энергия жоалмайды. Наты машиналарды жмыс жасауы кезінде энергияны айтымсыз жоалуы рашан атар жретіндіктен, оларды пайдалы сер коэффициенті Карно машинасыны пайдалы сер коэффициентінен рашан аз болады:

(9.5)

Жоарыда келтірілген тсіндірмелер негізінде ш ережеден тратын Карно теоремасы тжырымдалады:

1) Карно цикліні ыздырыш мен суытышты температурасына ана туелді;

2) жмыс денесіне туелі емес (идеал газды кй тедеуі белгілі боландытан, ол шін есептеу жеіл);

3) айтымды цикл бойынша жмыс істейтін машиналар ПК-i айтымсыз цикл бойынша жмыс істейтін машиналарды ПК-iнен рашан арты болады:

.

 

43-СРА

Наты газдар мен булар

Абстракциялы идеал газ ымын енгізу молекула-кинетикалы теорияны жасауа, тасымалдау былыстарын зерттеуге, жылусыйымдылытарды есептеу мселесін шешуге т.б. ммкіндік берді. Тменгі ысымдар мен температураларда бл теорияны орытындылары эксперимент нтижелерін жасы тсіндіреді.

ысым лкен боланда газ атты сыылып, молекулаларды клемдеріні осындысы газды клемімен шамалас болады. Сонымен атар, молекулаларды бір-бірінен ашытыы молекуааралы кштер сер ететін шамаа дейін азаяды. Наты газдар. Бойл-Мариот жне Гей-Люссак задарына баынбайтын газдар. Наты газдарды молекуларыны лшемдері болады жне олар бір-бірімен зара серлеседі. Наты газдарды кйін анытайтын тедеуді алу шін голланд алымы Ван-дер-Ваальс Менделеев-Клапейрон тедеуіне молекулаларды лшемдерін жне зара серлесуін ескеретін тзету енгізді. Бл алынан тедеу наты газдарды кй тедеуі немесе Ван-дер-Ваальс тедеуі деп аталады.