Jizzax davlat politexnika inistituti fizika fanidan 1-mustaqil ish 16-variant
Download 0.5 Mb.
|
fizika mus-ish
|
JIZZAX DAVLAT POLITEXNIKA INISTITUTI Fizika fanidan 1-mustaqil ish 16-variant MAVZU: Termodinamikaning I-qonunini izojarayonlarga tatbiqi. Bajardi: Qilicheva M Tekshirdi: O`rinov SH Toshkent 2023 Reja:
Koʻpgina quvvat stansiyalari va dvigatellar issiqlik energiyasini ishga aylantirish orqali ishlaydi. Buning sababi, qizdirilgan gaz mexanik turbinalar yoki porshenlarni harakatlantirib ish bajarishi mumkin. Termodinamikaning birinchi qonuni gazlar uchun energiyaning saqlanish qonunini tavsiflaydi. Termodinamikaning birinchi qonuniga koʻra, \Delta UΔUdelta, U sistema ichki energiyasining oʻzgarishi sistemaga berilgan issiqlik miqdori QQQ va sistema ustida bajarilgan ish WWW ning yigʻindisiga teng. Formula shaklida termodinamikaning birinchi qonuni quyidagicha: U=Q+WΔU=Q+W Termodinamikaning birinchi qonunidan foydalanishda biz juda ehtiyotkor boʻlishimiz kerak. Kitoblar, oʻqituvchilar va professorlarning deyarli yarmi ushbu formulani \Delta U=Q+W, ΔU=Q+Wdelta, U, equals, Q, plus, W koʻrinishda yozsa, qolgan yarmi \Delta U=Q-WΔU=Q−Wdelta, U, equals, Q, minus, W koʻrinishda yozadi.Ikkala formula ham toʻgʻri va ular bitta gʻoyani ilgari surmoqda. Ularning farqi shuki, ΔU=Q+W gaz ustida delta, U, equals, Q, plus, W, start subscript, start text, g, a, z, space, u, s, t, i, d, a, end text, end subscript formulada WWW gaz ustida bajarilgan ishni va \Delta U=Q-W_\text{gazning ishi}ΔU=Q−W gazning ishi delta, U, equals, Q, minus, W, start subscript, start text, g, a, z, n, i, n, g, space, i, s, h, i, end text, end subscript formulada WWW gazning bajargan ishini bildirmoqda. Ikkala formula ham teng kuchli, chunki W_\text{gaz ustida}=-W_\text{gazning ishi}W gaz ustida gazning ishi W, start subscript, start text, g, a, z, space, u, s, t, i, d, a, end text, end subscript, equals, minus, W, start subscript, start text, g, a, z, n, i, n, g, space, i, s, h, i, end text, Sistema ustida ish bajarilsa, sistemaning ichki energiyasi ortadi (\Delta U=Q+WΔU=Q−W gazning ishi delta, U, equals, Q, minus, W, start subscript, start text, g, a, z, n, i, n, g, space, i, s, h, i, end text, end subscript formulaga koʻra).Biz koʻproq U=Q+W_\text{gaz ustida}ΔU=Q+W gaz ustida delta, U, equals, Q, plus, W, start subscript, start text, g, a, z, space, u, s, t, i, d, a, end text, end subscript formuladan foydalanamiz, chunki unga College Board AP fizika 2 imtihonida duch kelasiz. Bunda biz W ni yozganda, gaz ustida bajarilgan ishni nazarda tutamiz. Bu yerda ΔU – sistema ichki energiyasi U ning oʻzgarishi. Q – sistemaga uzatilgan umumiy issiqlik miqdori, yaʼni Q sistemaga uzatilgan barcha issiqlik miqdorlarining yigʻindisi. W– sistema ustida bajarilgan umumiy ish.Demak, musbat issiqlik miqdori Q va musbat ish W sistemaga energiya beradi. Shuning uchun termodinamikaning birinchi qonuni ΔU=Q+W shaklida yoziladi. Uni shunchaki sistemaning ichki energiyasini sistemaga issiqlik uzatib yoki sistema ustida ish bajarib oshirish mumkin deb aytsa ham boʻladi.Hech qanday misol termodinamikaning birinchi qonunini qoʻzgʻaluvchan porshen ostiga qamalgan gaz (masalan, havo yoki geliy) misolida tushuntira olmaydi. Porshen vertikal harakatlanib, gazning siqilishi yoki kengayishiga imkoniyat beradi (lekin birorta ham gaz molekulasi idishni tark etmaydi). Porshen ostiga qamalgan gaz molekulalari “sistema”ni tashkil qiladi. Bu gaz molekulalari kinetik energiyaga ega. Sistemaning ichki energiyasi U sistemani tashkil etuvchi barcha molekulalarning individual kinetik energiyalari yigʻindisiga teng. Shunday qilib, agar gaz temperaturasi T ortsa, gaz molekulalari harakati tezlashadi va gazning ichki energiyasi U ortadi (bu esa U musbat ishorali boʻlishini bildiradi). Xuddi shunga oʻxshab, gaz temperaturasi T kamaysa, gaz molekulalari harakati sekinlashadi va gazning ichki energiyasi U kamayadi (bu esa \Delta UΔUdelta, U manfiy ishorali boʻlishini bildiradi).Gaz molekulalarining tezligi oshganda ichki energiya U va harorat T ham oshishini esdan chiqarmaslik juda muhimdir, chunki ular bir xil narsani, yaʼni sistemada qancha energiya borligini oʻlchashning ikki xil usulidir. Harorat va ichki energiya toʻgʻri proporsional T \propto UT∝UT, \propto, U ekani bois agar ichki energiya ikki marta ortsa, harorat ham ikki marta ortadi. Xuddi shunga oʻxshab, agar harorat oʻzgarmasa, ichki energiya ham oʻzgarmaydi.Gazning ichki energiyasi U ni (shuningdek, uning haroratini) oshirish usullaridan biri bu gazga Q issiqlik miqdorini uzatishdir. Biz buni konteynerni olov ustiga qoʻyish yoki qaynoq suvga botirish orqali amalga oshirishimiz mumkin. Keyin issiqlik miqdori yuqori haroratli muhitdan idishning devorlari orqali gazga oʻtadi, bu esa gaz molekulalarining tezroq harakatlanishiga olib keladi. Agar gaz tashqi muhitdan issiqlik qabul qilsa, Q musbat son boʻladi. Aksincha, gazdan issiqlik chiqarish orqali gazning ichki energiyasini kamaytirishimiz ham mumkin. Buni konteynerni muzli xonaga qoʻyish orqali amalga oshirishimiz mumkin. Agar gaz tashqi muhitga issiqlik chiqarsa, Q manfiy son boʻladi. Q issiqlik miqdorining holatlar boʻyicha ishorasi quyidagi jadvalda keltirilgan. Porshen harakatlanishi mumkinligi sababli porshen pastga siljishi va gazni siqish orqali gaz ustida ish bajarishi mumkin. Pastga qarab harakatlanadigan porshenning gaz molekulalari bilan toʻqnashishi gaz molekulalarining tezroq harakatlanishiga olib keladi va bu umumiy ichki energiyani oshiradi. Agar gaz siqilgan boʻlsa, gaz ustida bajarilgan ish musbat son boʻladi. Aksincha, agar gaz kengayib, porshenni yuqoriga itarsa, bunda gaz ish bajaradi. Gaz molekulalarining yuqoriga koʻtariladigan porshen bilan toʻqnashishi gaz molekulalarining sekinlashishiga olib keladi va bu gazning ichki energiyasini kamaytiradi. Agar gaz kengaygan boʻlsa, gaz ustida bajarilgan ish manfiy boʻladi. W ishning holatlar boʻyicha ishorasi quyidagi jadvalda keltirilgan. Izotermik jarayon yoki izotermik qaytariladigan termodinamik jarayon bo'lib, unda harorat doimiy bo'lib qoladi. Gazda tizim o'zgarishi harorat o'zgarishini keltirib chiqarmaydigan, balki fizikaviy xususiyatlarga ega bo'lgan holatlar mavjud.Ushbu o'zgarishlar faza o'zgarishi bo'lib, modda qattiqdan suyuqlikka, suyuqdan gazga yoki aksincha o'zgaradi. Bunday hollarda, moddaning molekulalari o'zlarining holatini o'zgartiradi, issiqlik energiyasini qo'shadi yoki chiqaradi. Moddada o'zgarishlar o'zgarishi uchun zarur bo'lgan issiqlik energiyasi yashirin issiqlik yoki transformatsiya issiqligi deb ataladi. Jarayon izotermik usullaridan biri bu o'rganilayotgan tizim bo'ladigan moddani tashqi issiqlik rezervuari bilan aloqa qilishdir, bu esa katta kaloriya quvvatiga ega bo'lgan boshqa tizimdir. Shu tarzda, bunday sekin issiqlik almashinuvi sodir bo'lib, harorat doimiy bo'lib qoladi. Ushbu turdagi jarayon tabiatda tez-tez uchraydi. Masalan, odamlarda tana harorati ko'tarilganda yoki tushganda biz o'zimizni yomon his qilamiz, chunki tanamizda hayotni saqlaydigan ko'plab kimyoviy reaktsiyalar doimiy haroratda sodir bo'ladi. Bu umuman issiq qonli hayvonlar uchun to'g'ri keladi. IZOBARIK JARAYON — bosim oʻzgarmas boʻlgan sharoitda sistemada sodir boʻladigan fizik jarayon. I. j. sistemaning termodinamik holat diagrammasida izobara bilan tasvirlanadi. Atmosfera bosimida sodir boʻladigan fizik jarayonlar, jumladan, suvning isishi, ochiq idishdagi gazning qizishi yoki sovishi, moddaning ikki fazali holatidagi izotermik jarayon va koʻpgina kimyoviy reaksiyalar I. j. ga misol boʻla oladi. Yuqori va past bosimlarda moddalarning xossalarini tadqiq qilishda, issiklik mashinalarida (mas, Joul, Dizel sikllari) Izobarik jarayondan foydalaniladi. Ideal gaz hajmi V I. j. da t-raga toʻgʻri proporsional (Gey — Lyussak qonuni). Izobarik jarayonda ideal gazning bajargan ishi pAV ga teng va, demak, tashqaridan olingan issiklik mikdori uning t-rasi ortishiga va ish bajarishiga sarf boʻladi. Shuning uchun Izobarik jarayon dagi issiklik sigim Sr izohorik jarayonsatp (bu holda ish bajarilmaydi) issiklik sigʻim Su dan har doim katta. Izohorik jarayon - sistema hajmi oʻzgarmagan holda sistemada sodir boʻladigan fizik jarayon. Sistemaning termodinamik holat diagrammasida izohora bilan ifodalanadi.Qattiq jismdagi jarayonlarda, jumladan, izotermik jarayonlarda hajm deyarli oʻzgarmagani uchun ular, odatda, Izohorik jarayon deb hisoblanadi. Shuningdek, juda tez sodir boʻladigan jarayonlar (mas, portlash jarayoni) da hajm oʻzgarishga deyarli ulgurmagani sababli ularni I. j. deb qarash mumkin. I. j. issiqlik mashinalari (mas, Otto, Dizel sikllari)da uchraydi. I. j .da hajm oʻzgarishi bilan bogʻliq mexanik ish bajarilmaydi; sistemaning ichki energiyasi oʻzgarishi issiqlik yutilishi (yoki chiqarilishi) tufayli sodir boʻladi va temperaturaning oʻzgarishi (ortishi) bosimning oʻzgarishi (ortishi)ga olib keladi. Ideal gyazdagi I. j. Sharl konunit boʻysunadi (qarang Izohora), real gazlardagi I. j. Sharl qonuniga boʻysunmaydi. Xulosa Men bu mustaqil ishda termodinamikaning 1-qonunini tahlil qildim, shuningdeh uning izojarayonlardagi tadbiqini ko`rib chiqdim. Termodinamikanin 1-qonuni bu termodinamik muvozanat holatida turgan makroskopik tizimlarning umumiy xossalariga bu holatlar orasidagi o'tish jarayonlari toʻgʻrisidagi fan. T. fundamental qonun va tamoyillar asosida quriladi.T.ning birinchi bosh qonuni tizimning energiya saqlanish qonuni boʻlib, unga, asosan, tizim oʻzining ichki energiyasi yoki qandaydir tashqi energiya manbai hisobiga ish bajarishi mumkin. Termodinamik qonunlar asosida izobarik, izotermik va adiabatik jarayonlarni ham tadbiq qildim. Bu mustaqil ishda o`zimga kerakli xulosaga ega bo`ldim. Foydalanilgan adabiyotlar 1. https://www.coursehero.com/file/96131755/Termodinamikaning-qonunlari-va-uning-izojarayonlarga-tadbiqi-Addoc/ 2. http://iht.uz/download/slides/1kurs/physics/physuz/009_Mavzu_17-18_Kurs_1_Fizika.pdf 3. https://n.ziyouz.com/books/kollej_va_otm_darsliklari/texnika_va_texnologiya/Issiqlik%20texnikasi%20asoslari%20(J.Nurmatov,%20N.Xalilov).pdf Download 0.5 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|