Manazarov Iqror
Download 49.9 Kb. Pdf ko'rish
|
Manazarov Iqror
|
O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O‘RTA MAXSUS TA'LIM VAZIRLIGI FARG‘ONA PALITEXNIKA INISTITUTI ENERGETIKA FAKULTETI ENERGIYA TEJAMKORLIGI VA ENERGETIKAGOAUDIT YO‘NALISHI FIZIKA FANIDAN 41-21-GURUH TALABASI Manazarov Iqrorjonning MUSTAQIL ISHI Mavzu;Real gazning ichki energiyasi.Gazlarning suyuqlikka aylanishi.Joul_Tomson formulasi Reja 1.Real gazning ichki energiyasi 2.Gazlarning suyuqlikka aylanishi 3.Joul_Tomson formulasi Real gaz — xossalari molekula (atom) larining oʻzaro taʼsiriga bogʻliq gaz. Oddiy sharoitda molekulalarning oʻrtacha potensial energiyasi kinetik energiyasidan ancha kichik boʻlganda R.g.ni ideal gaz deb hisoblash mumkin. Bunda R. g. ideal gaz krnunlariga boʻysunadi. Yuqori bosim va past tralarda R. g. ideal gazdan keskin farq qiladi. Bizga ma`lumki, ideal gazning U-ichki energiyasi uning molekulalari harakatining kinetik energiyasidan iborat. Bu energiya berilgan gazning hajmiga ham, bosimiga ham bog`liq bo`lmay, faqat uning Т temperaturasi bilan aniqlanadi. Bir mol ideal gaz uchun bunda СV o`zgarmas hajmdagi molyar issiqlik sig`imidir. Real gazda molekulalar orasidagi o`zaro ta`sir kuchlari katta ahamiyatga egaligini bilamiz. Shuning uchun real gazning ichki energiyasi uning molekulalar harakatining kinetik energiyasi bilan molekulalarning o`zaro ta`sir potensial energiyasining yig`indisidan iborat bo`ladi Texnikada gazlar (havo) ni suyultirish uchun ishlatiladigan tarixiy birinchi mashinalar Linde va Gempsonlar tomonidan 1985- yil yaratilgan. Ular gazlarni kritik temperaturadan past temperaturagacha sovitish va suyultirish uchun drossellash metodidan foydalanganlar. 1902- yilda Klod birinchi marta detanderli mashinalar ishlab chiqib unda havoni suyultirdilar. P.L.Kapisa Klod mashinasidan foydalanib porshenli detanderturbinaga ya`ni turbodetanderga almashtirildi va unda 77,32K temperaturada suyuq azot va 90,12 K - temperaturada suyuq kislorod olinadi. Gazlarni suyultirish - gazlarni kritik (chegaraviy) temperaturadan pastroq temperaturalarda siqish yoʻli bilan suyuq holatga oʻtkazish. Kritik temperaturasi atrof muhit temperaturasi (amalda 220 K) dan yuqori boʻlgan Cl2, SO2, NH3 va b. gazlarni sanoat maqsadlarida suyultirish uchun kompressorlar vositasida siqiladi, soʻngra issiqlik almashtirgichda kondensatsiyalanadi. Bu holda sovituvchi agent (suv yoki nomakob) gazning kondensatsiyalanish issiqligini olib ketadi. Kritik temperaturasi xona temperaturasidan past boʻlgan gazlarni suyultirish uchun tegishli sovitish sikllaridan foydalangan holda, dastavval, ularni har bir gazga xos boʻlgan kritik temperaturadan pastroq temperaturagacha sovitiladi, soʻngra tegishli bosim ostida siqib, suyuq holga keltiriladi. Past temperaturalarda qaynaydigan gazlar (N2, O2 va b.)ni suyultirishda kaskad usuli qoʻllanilgan. Chuqur sovitish usulida quyidagilardan foydalaniladi: 1. Gazni drossellashda (maye, ventil orqali) gazning sovishi Joul— Tomson effekti tufayli yuz beradi. Bu holda drossellash oldidan gazning temperaturasi Joul — Tomson effekta tufayli oʻz ishorasini oʻzgartiradigan inversiya nuqtasidan pastroqqa tushirilishi lozim. Shu sababli ham, maye, N2 ni suyuq N2 b-n, Ne ni esa suyuq N2 bilan sovitiladi; havo koʻpincha ammiak yoki freon bilan sovitilib, suyuqlikning chiqish miqaorini orttirish mumkin. 2. Gazni detanderda suyultirishda izoentropik kengaytirish usulidan foy-dalaniladi. Siklning termodinamik qaytuvchanligini oshirish uchun turlicha temperaturalar maromida ishlaydigan bir nechta detander ishlatiladi. Maye, Ne ni ikki detanderli siklda suyultirish uchun sovuqdik uch temperatura bosqichida hosil qilinadi. Suyultirilgan gazlar past temperaturalarni hosil qilishda muhim ahamiyatga ega. Suyuq gaz ustidagi bugni jadal haydash yoʻli bilan deyarli barcha gazlarni qotish temperaturasigacha sovitish, geliyning 3Ne izotopini jadal bugʻlatish orqa-li 0,3 K temperaturaga erishish mumkin. Shu holatda 3-106 Pa bosim ostida siqish orqaligina uni qattiq holatga oʻtkazish mumkin. Joul-Tomson effekti Ideal gazning U ichki energiyasi, uning molekulalari harakatining kinetik energiyasidan iborat; bu energiya berilgan gazning hajmiga ham, bosimiga ham bog‘liq bo‘lmay, faqat uning T harorati bilan aniqlanadi; bir mol ideal gaz uchun U=Ek=CvT, bunda Cv - o‘zgarmas hajmdagi molyar issiqlik sig‘imidir. Real gazda molekulalar orasidagi o‘zaro ta'sir kuchlari katta ahamiyatga ega ekanligini ko‘rib o‘tgan edik. Shuning uchun real gazning ichki energiyasi uning molekulalari harakatining kinetik energiyasi bilan molekulalarning o‘zaro ta'sir potensial energiyasi yig‘indisidan iborat bo‘ladi: Molekulalarning o‘zaro ta'sir potensial energiyasi ular orasidagi o‘rtacha masofaga bog‘liq, shuning uchun Ep gazning hajmiga bog‘liq bo‘lishi kerak. Atrofdagi jismlar bilan energiya almashmagan holda gazning hajmi o‘zgarsa, uning ichki energiya zahirasi U o‘zgarmaydi va bu holda yuqoridagi (I) tenglamadan quyidagi kelib chiqadi: ya'ni, real gazning hajmi o‘zgarishi bilan uning potensial energiyasi o‘zgarganda gaz molekulalari harakatining kinetik energiyasi ham o‘zgarishi kerak. o‘zgarmas hajmdagi issiqlik sig‘im Cv real gaz uchun ham faqat molekulalar harakatining kinetik energiyasi bilan aniqlanganligi sababli bu holda Ek=CvT tenglik (bir mol uchun) o‘z kuchini saqlaydi va (II) munosabatdan quyidagina olamiz: Bu ifodadan shunday xulosa kelib chiqadi: atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinmay va tashqi ish bajarilmay real gazning hajmi o‘zgarsa, unin harorati ham o‘zgaradi. Bunday hodisani kuzatishga birinchi bo‘lib uringan kishi Jeyms Jouldir. Joul C jo‘mrakka ega bo‘lgan naycha bilan tutashtirilgan ikki A va B idishlarni suvli kalorimetrga joylashtirgan (chapdagi rasm). B idishning havosi so‘rib olingan bo‘lib, A idishdagi havo biror p bosimga ega bo‘lgan. Jo‘mrak ochilgach, A idishdagi havo B idishga oqib chiqib, tashqi ish bajarmagani holda kengayadi. Joul bu tajribasida kalorimetrning harorati o‘zgarmaganligini payqagan. Shunga asosan, u gazning ichki energiyasi o‘zgarmaydi deb xulosa chiqardi. Bir qancha vaqtdan keyin Joul mana shu tajribani Uilyam Tomson bilan birgalikda yanada sezgirroq talqinda qayta takrorladi. A va B idishlarni naychiga g‘ovak to‘siq C joylashtirildi (o‘ngdagi rasm). Naycha issiqlik o‘tkazmaydigan modda bilan o‘ralgan. A va B idishlardagi gazning p1 va p2 bosimi o‘zgarmas holda saqlab turiladi. Gaz naycha ichidagi g‘ovakli to‘siq orqali bosimi katta idishdan bosimi past idishga oqadi. g‘ovakli to‘siqning ikkala tomonlariga sezgir termometrlar qo‘yilgan. Bu vaqtda har ikkala termometr ko‘rsatayotgan haroratlar orasida ozgina farq borligi ko‘ringan. To‘siqning gaz kengayayotgan tomondagi harorat, ko‘pchilik gazlar uchun bir oz pastroq bo‘lgan. Vodorod uchun haroratning o‘zgarishi aksincha bo‘lib chiqdi: vodorod kengayayotganida uning harorati ko‘tarilib qolgan, ya'ni, u isigan edi. Gazning hajmi (issiqlik almashinmay, tashqi ish bajarmay) kengayganda uning haroratining o‘zgarishidan iborat bo‘lgan mana shu effekt, Joul-Tomson effekti deyiladi. Bu hodisa real gaz xossalarining ideal gaz xossalaridan farq qilishining natijasidir. Gazning kengayishi natijasida sovishidan iborat bo‘lgan effektga Joul-Tomson musbat effekti, gazning kengayishi natijasidan isishidan iborat bo‘lgan effektga Joul-Tomson manfiy effekti deb ataladi. Keyinchalik Joul-Tomson effektining ishorasi Van der Vaals tenglamasidagi a va b tuzatmalardan qaysi birining roli kattaroq bo‘lishiga bog‘liq ekanligi aniqlandi. ETIBORINGIZ UCHUN RAHMAT Download 49.9 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|