Идеал газды жылусыйымдылыы.Карно циклы.Карно теоремасы.

Идеал газды молекулалары ашытытан рекеттеспейтін боландытан, мндай газды ішкі энергиясы жеке молекулларды энергияларыны осындысынан трады. Демек, идеал газды бір киломольны ішкі энергиясы Авогадро санын бір молекуланы орташа энергиясына кбейткенге те:

U_kм =N_A² = N_AkT= (1)

Массасы m газды ішкі энергиясы газды бір моліні энергиясын m массадаы киломолдерді санына кбейткенге те болады :

U= U_kм= (2)

андай да бір денені жылу сыйымдылыы деп оны температурасын бір градуса ктеру щін керекті жылу млшеріне те шаманы айтады. Егерде денеге берілген d'Q жылу млшері оны температурасын dТ шамасына арттыратын болса, анытама бойынша жылу сыйымдылы: C_дене= (3)

Бл шаманы лшем бірлігі джград. Затты киломоліні жылу сыйымдылыын С рпімен белгілейміз.С ні лшем бірлігі джград кмоль.

Затты бірлік массасыны жылу сыйымдылыы меншікті жылу сыйымдылы деп аталады. Оны біз с рпімен белгілейміз, лшем бірлігі джград кг

Затты киломоліні жылу сыйымдылыы мен осы затты меншікті жылу сыйымдылыыны арасында тмендегідей атынасты болытыны аны: c=C/ (4)

Жылу сыйымдылыыны шамасы денені ыздыру шарттарына туелді болады. ыздыруды клем немесе ысым траты болан жадайда жргізгендегі жылу сыйымдылыты айрыша маызы бар. Бірінші жадайда жылу сыйымдылы- траты клем кезіндегі жылу сыйымдылы (С деп белгіленеді), екінші жадайда – траты ысым кезіндегі жылу сыйымдылы (С деп белгіленеді) деп аталады.

Егер ыздыру траты клем кезінде болатын болса, онда дене сырты денелерге арсы жмыс жасамайды, сондытан термодинамиканы бірінші бастамасы бойынша барлы жылу денені ішкі энергиясын арттыруа жмсалады: d´Qv=dU (5)

Бл рнекте клем траты болан кезде кез келген денені жылу сыйымдылыыны мынадай болатындыы шыады: C_v= (6)

Демек, траты клемде идеал газды киломоліні жылу сыйымдылыын алу шін газды ішкі энергиясыны (1) рнегін температура бойынша дифференциялдау керек: C_v= (7)

Осы рнектен кріп отыранымыздай, траты клемде идеал газды жылу сыйымдылыы газ кйіні параметрлеріне, оларды ішінде температураа, туелсіз траты шама болып шыты. Осы рнекті ескерсек, идеал газды ішкі энергиясыны рнегі мынадай болады: U_kм =C_vT (8)

Егер газды ыздыру траты ысымда тетін болса, онда газ лаяды да сырты денелерге о жмыс жасайды. Демек, бл жадайда газды температурасын бір градуса арттыруа траты клем кезіндегіге араанда жылу керек болады, йткені жылуды бір блігі газды істейтін жмысына кетеді. Сондытан, траты ысымдаы жылу сыйымдылы траты клемдегі жылу сыйымдылытан арты болуы керек.

Карно циклы.

Сурет:Карно циклы.

Карно циклы: a)- тік; б)- кері.

Карно циклы екі изотермиядан 1-2 жне 3-4 жне екі адиабаттан 2-3 жне 4-1 трады.1-2 жолыны жылуберуші траты температураа T1, млшерлі жылулы (q1) жеткізіледі, 3-4 жолымен (q2) жылулы T2 траты температурасымен жылу алмастырушыа алып кетіледі. Kepi Карно циклын іске асыру шін, барлыы екі жылулы кзі ажет - жылу беруші жне жылу абылдаыш.Изотермиялы процесстегі, меншікті жылулы млшері q1 формулаа сйкес жазылады:

· q1 = RT1 ln(V2/V1)

· q2 = RT2 ln(V3/V4)

Бл тедеуден 2-3 адиабаттар шін табамыз:

· T2/T1 = (V2/V3)k-1

Ал, тедеу 4-1 адиабаттар шін:

· T2/T1 = (V1/V4)k-1

Бдан, V2/V1 = V1/V4 немесе V2/V1 = V3/V4

Жылудинамикасыны бірінші заына сйкес, алынан l меншікті жмыс эквивалентті, яни q1 - q2 = l, ал формулалар Карно пропорциясы деп аталуымен аныталады:q1/T2 = q2/T2

Бдан:l = q1(1 - q2/q1) = q1(1-T2/T1).

Карно, шексіз жай аатын (йкелістен жоалуы) 1-2-3-4 процессті арастыран, сол себептен жмысшы заттар механикалы тепе-тедікте болады. Бдан баса, жмысты денемен температура кзі Т1 арасындаы, 1-2 изотерма бойында жне Т2, 3-4 бойында шексіз аздаан температура айырмашылыы бар. Сонымен, термиялы тепе-тедік саталады. Сондытан, цикл, айтымды деп саналады. Бл циклды, Карноны идеалды циклы деп атайды.

Карно теоремасы.

Бірінші теоремасы:жылулы озалтышты пайдалы сер коэффициенті туралы теорема. Оны француз оымыстысы Н.Л.С. Карно (1796 – 1832) тжырымдаан (1824). Карно теоремасы бойынша Карно цикліні пайдалы сер коэффициенті [=(T1–T2)/T1, мндаы T1 – ыздырышты температурасы, T2 – суытышты темп-расы] жмысты денені табиатына жне жылулы озалтышты ралымына туелді болмайды, ол тек ыздырыш (T1) пен суытышты (T2) температураларымен ана аныталады. пайдалы сер коэффициенті термодинамиканы екінші бастамасын тжырымдау кезінде маызды рл атарды;

Екінші теоремасы:соы теориясында – абсолют серпімсіз соы кезіндегі кинетикалы энергияны кемуі жайлы теорема.Соы кезіндегі жйені кинетикалы энергиясыны кемуі, жйе нктелеріні кеміген жылдамдыпен озалан кезіндегі кинетикалы энергиясына те.