Issiqlik jarayonilarining qaytmasligi

ISSIQLIK JARAYONILARINING QAYTMASLIGI
Issiqlik texnikasi umumtexnik fundamental fanlardan biri bo‘lib, texnikada issiqlikni hosil qilish usullarini, issiqlikni energiyaning boshqa turiga aylantirish usullarini, issiqlikni uzatish usullarini va issiqlik ishlatilishini o'rgatadi. Sanoatning metallurgiya, mashinasozlik, to g ‘-kon ishi va boshqa sohalarida issiqlik berish va uning ajralib chiqishi, issiqlik almashuvi, mashina, qurilmalarda sodir boMadigan issiqlik jarayonlari hamda elektr energiya va issiqlikdan unumli foydalanish muhim ahamiyatga ega. Issiqlik texnikasi fani yuqori malakali va raqobatbardosh kadrlar tarbiyalab tayyorlashda asosiy o‘rin tutadi. Bu fan talabalarni ilmga qiziqtirish, qonunlar texnikada qo‘llanilishi, termodinamik jarayonlarni hisoblash, issiqlik kuch qurilmalarining optimal holatlarini aniqlashga tayyorlashda yordam beradi. Issiqlik texnikasi fani uch bo‘limdan iborat: 1) texnikaviy termodinamika; 2) issiqlik uzatilishi; 3) issiqlik energetik qurilmalari. Termodinamika so‘zi grekcha so‘zdan olingan bo‘lib «termos»— issiqlik, «dinamikos» — kuch degan m a’noni bildiradi. Texnikaviy termodinamika issiqlik effektlari bilan sodir bo'ladigan turli jarayonlarda energiyaning birturdan ikkinchi turga o ‘tishi, ya’ni issiqlikning ishga va ishning issiqlikka aylanishini o'rganadigan fan. Texnikaviy termodinamika fan sifatida M.V. Lomonosov (1746-y.) tom onidan energiyaning aylanish va saqlanish qonuni ochilishi tufayli yuzaga kelgan. M.V. Lomonosovning «Issiqlik va sovuqlik sabablari» (1747-y.) degan ishi issiq moddalar mikrozarrachalarining harakatdaligini isbotlashga bag'ishlangan. Rus mexanigi I.I.Polzunov tom onidan birinchi universal bug' mashinasining kashf etilishi (1765-y.) natijasida universal porshenli dvigatellarining chizmasi va termodinamikaning ikkinchi qonuni yaratildi. Termodinamikaning rivojlanishiga R.Mayer (1872-y.), A.Joul (1843- 1846-y.), E.X.Lens (1844-y.), C.Karno (1824-y.), R.Klazius (1854-y.) va V.Tomson (1856-y.) o ‘z ishlari bilan k a tta hissa q o ‘shishgan. Termodinamikaning ikkinchi qonuniningyaratilishi dvigatellaming foydali ish koeffitsientini oshirish yo‘llarini ko‘rsatadi. Issiqlik apparatlarini loyihalash va qurish uchun uning vazifasini, ishlash uslubini va u yerda bo‘ladigan issiqlik uzatish jarayonlarini bilish kerak. Issiqlik uch xil usulda: issiqlik o ‘tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish usulida uzatiladi. Har bir texnologik jarayonlarning bajarilishida issiqlik energetik qurilmalari qo‘llaniladi. Issiqlik energetik qurilmalari energiyani bir turdan ikkinchi turga aylantirib beradi. Issiqlik texnikasini o‘rganish jarayonida aniq masalalarni hisoblash, ifodalarni keltirib chiqarish va ular orasidagi bog'lanishlarni aniqlashda matematika fanining o‘rni kattadir. Jismlami, hodisalar va jarayonlarni o'rganishda, tahlil qilishda fizika va kimyo fani bo‘yicha bilimlar talab etiladi. Issiqlik texnikasi fanidan olingan bilimlar faqat fan-texnika taraqqiyoti uchun zarur bo'libgina qolmay, balki ozod va obod Vatan, erkin va farovon hayot qurish, mustaqil Respublikamiz ravnaqi uchun intellektual saviyasi keng, axloq-odobli barkamol insonni tarbiyalashga ham o‘z hissasini qo‘sliadi.

Termodinamikaning birinchi qonuni - energiyaning saqlanish qonunining termodinamik jarayonlarga moslashtirilgan versiyasi bo'lib, energiya uzatishning uch turini ajratadi: issiqlik, termodinamik ish va moddaning o'tkazilishi bilan bog'liq bo'lgan energiya va ularni funktsiya bilan bog'laydi va bu holati, ichki energiya deb ataladi.

Moddani o'tkazmasdan sodir bo'ladigan termodinamik jarayonning birinchi qonuni ko'pincha^[1] sifatida ifodalanadi.
{\displaystyle \Delta U=Q-W}  ,
bu qayerda {\displaystyle \Delta U}  yopiq tizimning ichki energiyasining o'zgarishini bildiradi, {\displaystyle Q}  tizimga issiqlik sifatida berilgan energiya miqdorini bildiradi va {\displaystyle W}  tizimning uning atrofida bajargan termodinamik ish hajmini bildiradi. Ekvivalent shundan iboratki, birinchi turdagi doimiy harakat mashinalari mumkin emas; ish {\displaystyle W}  uning atrofidagi tizim tomonidan amalga oshiriladigan narsa tizimning ichki energiyasini talab qiladi {\displaystyle U}  kamayadi yoki iste'mol qilinadi, shuning uchun bu ish natijasida yo'qolgan ichki energiya miqdori issiqlik sifatida qayta ta'minlanishi kerak {\displaystyle Q}  tashqi energiya manbai yoki tizimda ishlaydigan tashqi mashina tomonidan ish sifatida (shunday qilib {\displaystyle U}  tiklanadi) tizimning uzluksiz ishlashi uchun.

Har qanday termodinamik tizimning tavsifi to'rttadan foydalanadi termodinamikaning qonunlari aksiomatik asosni tashkil etuvchi. Birinchi qonun kabi jismoniy tizimlar o'rtasida energiya almashinishini belgilaydi issiqlik va ish.^[12] Ikkinchi qonun deb nomlangan miqdor mavjudligini belgilaydi entropiya, yo'nalishni termodinamik ravishda tavsiflovchi, tizim rivojlanishi va tizimning tartib holatini miqdoriy jihatdan aniqlab berishi va tizimdan olinadigan foydali ishni miqdorini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.^[13]

Termodinamikada ob'ektlarning yirik ansambllari o'rtasidagi o'zaro ta'sirlar o'rganiladi va tasniflanadi. Bunda termodinamik tushunchalar markaziy o'rin tutadi tizim va uning atrof. Tizim zarrachalardan iborat bo'lib, ularning o'rtacha harakatlari uning xususiyatlarini aniqlaydi va bu xususiyatlar o'z navbatida bir-biri bilan bog'liqdir davlat tenglamalari. Xususiyatlarni ifodalash uchun birlashtirish mumkin ichki energiya va termodinamik potentsiallar uchun shartlarni aniqlash uchun foydalidir muvozanat va spontan jarayonlar.
Ushbu vositalar yordamida termodinamikadan tizimlarning o'z atrofidagi o'zgarishlarga qanday ta'sir qilishini tasvirlash uchun foydalanish mumkin. Buni turli mavzularda qo'llash mumkin fan va muhandislik, kabi dvigatellar, fazali o'tish, kimyoviy reaktsiyalar, transport hodisalari va hatto qora tuynuklar. Termodinamikaning natijalari boshqa sohalar uchun juda muhimdir fizika va uchun kimyo, kimyo muhandisligi, korroziya muhandisligi, aerokosmik muhandislik, Mashinasozlik, hujayra biologiyasi, biotibbiyot muhandisligi, materialshunoslik va iqtisodiyot, bir nechtasini nomlash uchun.^[14][15]
Ushbu maqola asosan tizimlarni o'rganadigan klassik termodinamikaga bag'ishlangan termodinamik muvozanat. Muvozanatsiz termodinamika ko'pincha klassik davolanishning kengaytmasi sifatida qaraladi, ammo statistik mexanika ushbu sohada ko'plab yutuqlarni keltirib chiqardi.

The termodinamiklar termodinamikaning dastlabki sakkizta asos soluvchi maktablarining vakili. Termodinamikaning zamonaviy versiyalarini yaratishda eng uzoq muddatli ta'sirga ega bo'lgan maktablar Berlin maktabidir, xususan Rudolf Klauziy 1865 yilgi darslik Issiqlikning mexanik nazariyasi, Vena maktabi, bilan statistik mexanika ning Lyudvig Boltsman va Yel universitetidagi Gibbsian maktabi, amerikalik muhandis Uillard Gibbs ' 1876 Geterogen moddalar muvozanati to'g'risida ishga tushirish kimyoviy termodinamika.^[16]
Tarix
The termodinamika tarixi ilmiy intizom sifatida odatda boshlanadi Otto fon Gerik 1650 yilda dunyodagi birinchi qurgan va loyihalashtirgan vakuum nasosi va namoyish qildi a vakuum undan foydalanish Magdeburg yarim sharlari. Buni tasdiqlash uchun Gerikeni vakuum hosil qilish uchun haydashgan Aristotel "tabiat vakuumdan nafratlanadi" degan uzoq yillik taxmin. Gerikedan ko'p o'tmay, ingliz-irland fizigi va kimyogari Robert Boyl Gerikening dizaynlari to'g'risida va 1656 yilda ingliz olimi bilan kelishilgan holda bilib olgan Robert Xuk, havo nasosini qurdi.^[17] Ushbu nasos yordamida Boyl va Xuk o'zaro bog'liqlikni payqashdi bosim, harorat va hajmi. O'z vaqtida, Boyl qonuni bosim va hajm mavjudligini ko'rsatadigan formuladan qilingan teskari proportsional. Keyinchalik, 1679 yilda ushbu tushunchalarga asoslanib Boylning sherigi Denis Papin qurilgan bug 'yutuvchi, bu yuqori bosim hosil bo'lguncha bug 'bilan cheklangan, mahkam yopishtirilgan qopqoqli yopiq idish edi.
Keyinchalik loyihalar mashinani portlashdan saqlaydigan bug 'chiqaradigan valfni amalga oshirdi. Vana ritmik ravishda yuqoriga va pastga harakatlanishini kuzatib, Papin a g'oyasini o'ylab topdi piston va silindrli dvigatel. Biroq u o'zining dizayni bilan shug'ullanmadi. Shunga qaramay, 1697 yilda Papin loyihalari asosida muhandis Tomas Savery birinchi dvigatelni qurdi, so'ngra Tomas Nyukomen 1712 yilda. Ushbu dastlabki dvigatellar xom va samarasiz bo'lishiga qaramay, ular o'sha davrning etakchi olimlarining e'tiborini tortdilar.
Ning asosiy tushunchalari issiqlik quvvati va yashirin issiqlik, termodinamikani rivojlantirish uchun zarur bo'lgan, professor tomonidan ishlab chiqilgan Jozef Blek Glazgo universitetida, qaerda Jeyms Vatt asbobsozlik bilan shug'ullangan. Blek va Vatt birgalikda tajribalar o'tkazdilar, ammo Vatt bu g'oyani o'ylab topdi tashqi kondensator natijada katta o'sishga olib keldi bug 'dvigateli samaradorlik.^[18] Oldingi barcha ishlarga asoslanib Sadi Karnot, "termodinamikaning otasi", nashr etish Olovning harakatlantiruvchi kuchi haqida mulohazalar (1824), issiqlik, quvvat, energiya va dvigatel samaradorligi bo'yicha nutq. Kitobda o'rtasidagi asosiy energetik munosabatlar ko'rsatilgan Carnot dvigateli, Carnot tsikli va