Ma’ruza-4 Tеrmоdinаmikаning ikkinсhi qоnuni Tayanch iboralar
TdS=dU+δA yoki dU=TdS-δA(4)
Download 0.63 Mb. Pdf ko'rish
|
Maъруза-4
TdS=dU+δA yoki dU=TdS-δA(4)
vа umumаn bаrchа jаrаyonlаr uchun : dQ≤TdS vа TdS≥dU+δA Demаk, TdS-dU≥δA (5 Bu fоrmulа jаrаyon qаytаr bo‛lgаndаginа sistemа mаksimаl ish bаjаrishini ko‛rsаtаdi. Termodinamika ikkinchi qonunidan termodinamik sistema-larda yangi holat funksiyasining mavjudligi kelib chiqadi. Termo-dinamik jarayonlarning tahlili ularni to‘liq ifodalash uchun termodinamikaning birinchi qonuni kifoya emasligini ko‘rsatdi (birinchi qonunga ko‘ra energiyaning saqlanish qonuniga bo‘ysun-gan jarayonlargina borishi mumkin). Ammo tajriba ko‘rsitishicha, birinchi qonunga bo‘ysungan va U=Q-W tenglamaga rioya qilgan ayrim jarayonlar amalda bormaydi. Bu esa, sistemada qandaydir noma’lum funksiya yoki holat parametrining mavjudligi haqidagi xulosaga olib keldi. Ushbu parametrning qiymati birinchi qonunga binoan amalga oshirilishi mumkin bo‘lgan turli jarayonlar uchun bir xil emas, bu esa jarayonlarning teng qiymatga ega emasligini ko‘rsatadi. Yangi funksiya Klauzius tomonidan entropiya S deb ataldi. Termodinamikaning ikkinchi qonunini issiqlik mashinalarini tahlil qilmasdan ham chiqarish mumkin.(Karateodori prinsipini). Termodinamik sistemada yangi holat funksiyasi borligini Karateodori prinsipi (ayrim holatlarga adiabatik yetisha olmaslik) yaxshi tushuntiradi. Quyidagi jarayonni ko‘rib chiqamiz (I.1-rasm). Jarayon yo‘li 1-rasm. Karateodori prinsipini keltirib chiqarish U Q> 0 1 U 1 Q= 0 U 2 2 Sistema bir holatdan ikkinchiga issiqlik yutilishi bilan o‘tsin. Ikkinchi holatdan birinchiga adiabatik jarayonda o‘tish mumkin, deb tasavvur qilamiz. To‘g‘ri va teskari yo‘llar uchun termodinamikaning birinchi qonuni bo‘yicha, Q= U+W 1 (6) O=- U+W 2 (7) Bulardan aylanma jarayon uchun: Q=(W 1 +W 2 ) (8) Ko‘rilayotgan jarayonda issiqlik yutilayotgani uchun (Q 0), siklik jarayondagi umumiy ish noldan katta (W 1 +W 2 ) 0 (9) bo‘ladi.Shunday qilib, siklik jarayonning natijasi: sistema boshlan-g‘ich 1-holatga qaytdi va sistema yutgan issiqlikning hammasi to‘liq ishga aylandi. Bu esa termodinamika ikkinchi qonunining Tomson ta’rifiga qarama-qarshidir (issiqlikning hammasi ishga aylanishi mumkin emas). Demak, termodinamik sistemaning xohlagan holati yaqinida shunday boshqa holatlar bo‘ladiki, ularga adiabatik yo‘l bilan, ya’ni issiqlik uzatmasdan o‘tib bo‘lmaydi. Karateodori prinsipidan faqat yangi holat funksiyasi borligi emas, balki bu funksiyaning issiqlik bilan bog‘liqligi ham kelib chiqadi. Haqiqatdan ham, agar sistema 1-holatdan 2-holatga issiqlik yutish bilan o‘tgan bo‘lsa, nima uchun boshlang‘ich holatga issiqlik almashmasdan kela olmaydi? Issiqlik holat funksiyasi emas, balki u energiya uzatishning turidir. Sistemaga issiqlik ko‘rinishidagi ma’lum miqdordagi energiya uzatilgan bo‘lsa, unda sistemadan xuddi shu miqdordagi energiyani ish ko‘rinishida olish va shu bilan sistemani avvalgi holatiga keltirish mumkindek tuyuladi. Ammo Karateodori prinsipi buning mumkin emasligini, ya’ni Tomson ta’rifiga zid jarayonni sodir bo‘la olmasligini ko‘rsatadi. Demak, issiqlikning o‘zi holat funksiyasi bo‘lmasa ham, sistemaga berilgan issiqlik holat funksiyasini, ya’ni entropiyani o‘zgartiradi. Enropiyani esa sistemaga issiqlik uzatmasdan turib avvalgi qiymatiga keltirib bo‘lmaydi. Bundan entropiyaning o‘zgarishi sistemaga berilayotgan issiqlikning funksiyasi ekanligi S=f(Q) kelib chiqadi. Yuqorida ta’kidlanganidek, termodinamik jarayonlarni to‘liq tushuntirish uchun Energiyaning saqlanish qonuni kifoya qilmaydi. Tajribaning ko‘rsatishicha, termodinamikaning 1-qonuniga bo‘y-sungan ayrim jarayonlarni amalga oshirib bo‘lmaydi. Buning sababi sistemada yana qandaydir holat parametrlarining mavjudligi bo‘lishi mumkin. Klauzius bu yangi funksiyani S entropiya deb atadi. Termodinamikaning 2-qonuni va “entropiya” tushunchasi issiqlik mashinalarining ishini tahlil qilishda yaqqol ko‘rinadi, shuning uchun bu qonun, avvalambor, issiqlik mashinalariga taalluqli bo‘lgan (Karno sikli). Lekin termodinamikaning 2-qonuni tabiat-ning umumiy qonuni ekanligini yana bir bor ta’kidlab o‘tamiz. Uni issiqlik mashinalarining tahlilidan holi ravishda ham keltirib chiqarish mumkinligini Karateodori prinsipida ko‘rdik. Ammo Karno siklining tahlili bizga termodinamika 2-qonunining analitik ifodasini beradi va “entropiya” tushunchasining tub ma’nosini anglashga olib keladi.Umuman, issiqlik ishga aylana oladi. Ammo isitgichdan olingan issiqlikni ishga batamom aylantirib bo‘lmaydi, chunki issiqlikning bir qismi sovutgichni isitish uchun sarf bo‘ladi. Demak, issiqlik ishga aylanayotgan paytda isitgich sovushi bilan birga, biror sovutgich, issiqlikning ishga aylanmaydigan qismi hisobiga isishi ham shart. Buni Karno sikli tahlilida yaqqol ko‘rish mumkin. Ideal issiqlik mashinasi bor deb faraz qilaylik, unda ideal gazdan foydalanaylik. Mashina ma’lum bir isitgichdan olinayotgan issiqlik hisobiga ish bajarayotgan bo‘lsin. Ish siklik bajarilsin va undagi har bir jarayon ketma-ket sodir bo‘ladigan quyidagi 4 qismdan iborat deylik (I.2-rasm): Download 0.63 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling