Qaytar va qaytmas jarayonlar

Qaytar va qaytmas jarayonlar

Ko`rib o`tgan (1-1 rasm) misolimizda Q₁ va Q₂ issiqlik oqimlari miqdor jihatdan teng, muhim parametri – temperatura bilan farkqanadi. Jarayon borishi uchun harakatlantiruvchi kuch kerak ya’ni T₁ temperatura T₂ temperaturadan baland bo`lishi kerak. Agar eritmani qaynash temperaturasi distillyat (bug`lardan hosil bo`lgan suv) temperaturasidan farqlanmasa ham bu far saqlanib qoladi. Faqat cheksiz syokin yoki aniqrog`i «kvazistatik» yoki qaytar jarayonda, T₁=T₂ bo`ladi. Bu gipotetik (xaelie) jarayonda ikkilamchi issiqlikni yana qaytadan suvni bug`lantirish uchun so`nggi apparatda foydalanish mumkin (1-2 rasm) yoki issiqlik keltiruvchi sifatida shu apparatni o`zida ishlatishga qaytarish mumkin.

	111
					11
										1

1-2 rasm. Bugl`antirishning kvazistatik ko`p korpusli
jarayoni sxemasi (1, 11, 111 – navbatma-navbat o‘rnatilgan bug‘lantirish apparatlari)

Biroq real sharoitlarda issiqlik sistemadan oddiygina «o`tadi» deb bo`lmaydi, chunki o`tish davrida o`zining «foydalilik», «keraklilik» kabi muhim sifatlarini («potentsial», ishchanlik qobiliyatini) foydali ish bajarishida yo`qotadi. Agarda suv bug`langanda issiqlik tashuvchi T₁ temperaturasi suv qaynashi uchun ancha yuqori (ya’ni T₁>100⁰S) issiqlik tashuvchi suv bug`lari yordamida T<sub>2</sub> temperaturada T<sub>2</sub>=100<sup>0</sup>S so`nggi apparatda suvni bug`lantirib bo`lmaydi (agar bu`lanish bu apparatda atmosfera bosimida amalga oshirilsa). Demak, ikkilamchi issiqlikning sifatidan ya’ni ikkilamchi issiqlik Q<sub>2</sub> issiqlik Q<sub>1</sub> teng emas. Issiqlikning «foydalilik» «keraklilik»ligi kamaydi. Undan albatta, misol uchun apparat 11 da vakuum vujudga keltirilgan holda suvni buglantirish uchun foydalanish mumkin, vakuumni vujudga keltirish uchun yana qo`shimcha ish sarflash kerak. Vakuumni vujudga keltirish yoki 11 apparatda suvni bug`lantirish uchun qo`shimcha miqdorda T₁ temperaturada issiqlik sarflash kerakmi yoki yuqmi -–bu savolga termodinamik, so`ngra texnik-iqtisodiy tahlillar javob beradi. Ikkilamchi issiqlikdan boshqacha foydalanish mumkin, masalan suvni emas, balki pastroq temperaturada qaynaydigan boshqa moddani yoki bu issiqlikni xonalarni isitishda va h.k. ishlatish mumkin. Bu ikkilamchi issiqlikni ishlatishning foydali va to`g`ri yo`lidir. Ammo, yuqorida aytganimizdek «eukoripotentsialli» issiqlik albatta «pastpotentsiallikga» aylanadi, ya’ni uning temperaturasi pasayadi (agar T>T₀). Shuning uchun «pastpotentsialli» issiqlik doimo ortiqcha paydo bo`ladi va undan ratsional foydalanish usullarini axtarishga to`g`ri keladi. Oddiy energiya tejash (uning miqdorini va termonidamikani birinchi qonuniga muvofiq) emas, balki “yukori potensialli” energiyani ya’ni uning sifatini saklash muammodir.

Bunday tahlil sifatli xarakteristikaga ega. T₂1 bo`lganda vujudga keladigan yo`qotmalarni miqdoriy xarakteristikasi kerak. Buni bajarish qiyin emas. Agar Q₁=Q₂ ,bulsa, u holda Q₁/T₁2/T₂.
Umumiy holda issiqlik tashuvchi Q₁ issiqlikni o`zgarmas temperaturada emas (masalan, suv bug`ining kondensatsiyasi davrida), balki o`zgaruvchan temperaturada (issiq gaz yoki suyuqlik yoki bug`gaz aralashmasini qizdirish davrida kuzatiladi) berishi mumkin. Q₂ issiqlikni uzgaruvchan temperaturada (bug aralashmasining kondensatsiya, gaz va suyuqliklarning sovutilishida va x.k.) yuqoridagi o`xshash olib ketishi mumkin. Nihoyat, Q<sub>1</sub> va Q<sub>2</sub> issiqlikni bir necha oqimlar bilan turli temperaturalarda keltirishi va olib ketishi mumkin.
U holda (1.4)
d – yoki ∂ differentsial (harf belgi);
Q – ishorasi epik kontur bo`yicha olingan integralni ifodalaydi Mos ravishda S₁2 ekaniga qiyinchiliksiz ishonsa bo`ladi. Bu yerda S<sub>1</sub> va S<sub>2</sub> – issiqlik tashuvchi va sistemadan oqim olib ketuvchi entropiyadir.
Nihoyat, har qanday real jarayonda ΔS=S<sub>2</sub>-S<sub>1</sub>>0, bu esa termodinamikaning ikkinchi qonunining ta’riflaridan biri bo`lib, epik sistemadan har qanday real jarayonlarda, ushbu jarayonlarning termodinamik qaytmasligi tufayli entropiya o`sadi.
Shunday qilib, energetika nuqtai nazaridan chinakamiga «seziladigan» «dag`al», «ko`rinadigan» har qanday jarayonning natijasida aslida energiya sarfi emas, balki entropiya o`sadi (entropiyani «ishlab chiqarish»). Energetik sarflarni pasayishi, entropiya «ishlab chiqarishni» kamayishi umumiy (boshlanishi uchun rasmiy) yunalishdan kelib chiqadi. Bunday umumiy qonundan energetik sarflarni kamaytirishning cheksiz ko`p usullari kelib chiqadi. Konkret jarayonlarga tegishlilarining ayrimlari ustida keyinchalik to`xtatib o`tamiz. Entropiyani «ishlab chiqarishi»ni kamaytirish uchun jarayonning termodinamik qaytmasligini kamaytirish zarur bo`ladi. Yuqorida aytganimizdek, barcha real termonidamik jarayonlar qaytmas, biroq qaytmaslikni kamaytirib, qaytar jarayonni oxirgi chegarasiga yaqinlashtiradi, ya’ni S₂=S₁. Shu munosabat bilan qaytmas va qaytar jarayonlar tushunchasi printsipial ahamiyatga ega. Keyinroq bu tushunchalar batafsil ko`riladi.

Borish tezligi qanday qonuniyatlarga bo‘ysinishiga ko‘ra jarayonlar quyidagi besh turga bo‘linadi.

1. Tezligi suyuqlik va gazlarning muvozonati va harakati to‘g‘risidagi fan bo‘lgan gidromexanika qonunlari bilan aniqlanadigan