Viii bob. ÒErmodinamika asoslari

Reaktiv dvigatel. 79- rasmda reaktiv dvigatelning sxemasi kel-

tirilgan. Uning ish prinsiði quyidagicha. Samolyot uchganda  qar-

shidan kelayotgan havo oqimi bosim hosil qiladigan soplo orqali

13  Fizika,  I  qism

194

o‘tib, forsunka sochayotgan yoqilg‘ini qo‘shib oladi. Hosil bo‘lgan

ishchi yoqilg‘i so‘ngra yonish kamerasiga tushadi va o‘t oldiruvchi

svecha yordamida yonadi. Ishchi aralashmaning yonishi natijasida

hosil bo‘lgan gazlar katta tezlik bilan chiqarish tirqishi — soplo

orqali chiqarib tashlanadi. Aralashmaning yonishi bosimning keskin

ortishiga olib keladi va natijada soplodan chiqadigan gazning tezligi

dvigatelga kirayotgan gazning tezligidan juda katta bo‘ladi. Aynan

shu tezliklar farqi natijasida harakat miqdorining saqlanish qonu-

niga muvofiq,  reaktiv tortish kuchi  vujudga  keladi.

Hozirgi issiqlik mashinalarining FIK 40% dan (ichki yonish

dvigatellari)  60%  gacha  (reaktiv  dvigatellar)  bo‘lishi  mumkin.

Shuning uchun ham olimlar mavjud dvigatellarni takomillashtirish

yo‘lida tinimsiz izlanishlar olib borishmoqda. Shu bilan birga, ichki

yonish dvigatellarining tinimsiz ko‘payib borayotganligi tabiatga va

atrof-muhitga katta xavf tug‘dirmoqda. Ekologik toza dvigatellarni

yaratish bugungi kunning eng dolzarb muammolaridan biridir.

Òabiatni  muhofaza  qilish.  Òabiatning  oliy  mahsuli  bo‘lmish

inson, qolaversa boshqa jonzotlar ham shu tabiatning bir qismidir.

Ular  yashashi  va  rivojlanishi  uchun  esa  zarur  ne’matlar  —  toza

havo, toza suv va toza mahsulotlar kerak. Biz nafas oladigan havo

Yer atmosferasini tashkil qiluvchi gazlarning aralashmasidir. Uning

tarkibida kislorod, azot, vodorod va boshqa tabiiy gazlardan tashqari

chang, tutun, tuz zarralari va boshqa aralashmalar mavjud. Bundan

tashqari, havo tarkibida sanoat chiqindilari ham bo‘ladi.

Issiqlik dvigatellarining ko‘p miqdorda ishlatilishi ham atrof-

muhitga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. Hisob-kitoblarga qaraganda, hozirgi

paytda har yili 2 milliard tonna ko‘mir va 1 milliard tonna neft

yoqiladi. Bu esa Yerdagi temperaturaning ko‘tarilishiga va natijada

muzliklarning erib, okeanlardagi suv sathining ko‘tarilishiga olib

kelishi mumkin. Bundan tashqari, atmosferaga 120 million tonna kul

va 60 million tonnagacha zaharli gaz chiqarib tashlanadi.

79- rasm.

Yoqilg‘i

O‘t oldiruvchi

svecha

Bosim soplosi

Chiqish  soplosi

Yoqilg‘i

kamerasi

F

o

rs

u

n

ka

195

Dunyodagi 200 milliondan ortiq avtomobil har kuni atmosfera-

ni  uglerod  (II)  oksid,  azot  va  uglevodorodlar  bilan  zaharlaydi.

Issiqlik va atom elektr stansiyalari quvvatlarining ortishi bilan suvga

bo‘lgan ehtiyoj ham ortib boradi. Shuning uchun hozir havo va suv

havzalarining ifloslanishidan saqlanishning bevosita va bilvosita us-

ullaridan foydalaniladi. Bevosita usul — bu, turli tutunlar va gazlarni

tozalab chiqarish; atmosferani kam ifloslantiradigan yoqilg‘ilar —

tabiiy gaz, oltingugurtsiz neft va boshqalardan foydalanish; benzin-

siz yuradigan avtomobil dvigatellarini yaratish va hokazolar.

Bilvosita usullar atmosferaning pastki qatlamidagi zaharli mod-

dalar  konsentratsiyasining keskin kamayishiga olib keladi. Bular

chiqindi  chiquvchi  manbalarning  balandligini  orttirish,  meteor-

ologik sharoitlarini hisobga olib aralashmalarni havoga sochib yu-

borishning turli usullaridan foydalanish va hokazolar.

Yer maydoni va suv zaxiralaridan oqilona foydalanish maq-

sadida  esa  suv  ta’minotining  yopiq  sikli  asosida  ishlovchi  ele-

ktrostansiyalar majmuasini qurish nazarda tutiladi.

Hozirgi  paytda  havoga  kul,  chang,  qorakuya,  zaharli  gazlar

chiqaradigan issiqlik elektr stansiyalari va boshqa korxonalarni to-

zalash  qurilmalarisiz ishga tushirish taqiqlangan. Òabiatga ziyon

keltiradigan  korxonalar,  odatda,  shahar  tashqarisida  qurilmog‘i

kerak. Ko‘kalamzorlashtirish ishlarining ko‘lamini esa iloji boricha

kengaytirish maqsadga muvofiqdir.

           

Sinov savollari

1. Issiqlik dvigatellariga nimalar kiradi? 2. Bug‘ mashinasi. 3. Ichki

yonish dvigateli. 4. Ichki yonish dvigatelining ish prinsiði. 5. Karburatorli

dvigatelning ish prinsiði. 6. Karburatorli dvigatelning ishchi diagram-

masini tushuntiring. 7. Karburatorli dvigatel nimaning hisobiga foydali

ish bajaradi? 8. Ichki yonish dvigatelining  FIK qancha? 9. Ichki yonish

dvigateli FIK ni oshirishning nima  qiyinchiligi bor? 10.  Dizelning ish

prinsiði.  11.  Dizelning ish prinsiði karburatorli dvigatelnikidan nimasi

bilan  farq  qiladi?  12.  Dizelning  FIK  qancha?  13.  Dizelda  FIK  ning

yuqoriroq bo‘lishiga qanday erishiladi? 14. Dizelning qanday  afzallik

tomonlari bor? 15. Reaktiv dvigatelning ish prinsiði. 16. Reaktiv tortish

kuchi qanday vujudga keltiriladi? 17. Reaktiv dvigatellarning FIK qan-

cha?  18.  Ichki  yonish  dvigatellari  tabiatni  ifloslamaydimi?  19.  Òurli

sanoat  chiqindilari  inson,  hayvonot  va  o‘simlik  dunyosiga  zarar  kel-

tirmaydimi? 20. Yoqilg‘ilarning ko‘p ishlatilishi Yerdagi o‘rtacha tem-

peraturaning ko‘tarilishiga olib kelmaydimi? 21. Òabiatni muhofaza qi-

lish uchun qanday chora-tadbirlar ko‘rilmoqda? 22. Sanoat korxonalar-

ining qurilishiga qanday talablar qo‘yilgan?

196

Masala yechish namunalari

1 -  m a s a l a .  5 kg massali azot hajmi o‘zgarmasdan 150 K

gacha qizdirildi. Gazga berilgan issiqlik miqdori, ichki energiyaning

o‘zgarishi,  gaz  bajargan    ish    topilsin.

Berilgan:

m = 5 kg;

DT = 150  K;

V = const;

i = 5.

Q = ?

DU = ?

A = ?

Ichki energiyaning o‘zgarishi DU  ni

2

i m

M

U

R

T

×

D =

× D

formuladan  topish  mumkinligini  e’tiborga  olamiz.  Bu  yerda

i = 5 — azot molekulasining erkinlik darajasi, 

3

kg

28 10

mol

M

-

=

×

—

azotning  molyar  massasi, 

R =

×

8 31

,

J

Ê mol

— gaz  molyar  doimiysi.

Berilganlar yordamida topamiz:

-

×

D

= ×

×

×

=

3

5

5

2 28 10

8,31 150J 556,5 kJ.

U

J a v o b :  A = 0,    DU = 556,5 kJ;      Q = 556,5 kJ.

2 -  m a s a l a .  Foydali ish koeffitsiyenti 0,4 ga teng bo‘lgan

Karno siklida gazning izotermik ravishda kengayishda bajarilgan ish

8 J bo‘lsa, gazning izotermik ravishda siqilishidagi ish aniqlansin.

Berilgan:

h = 0,4;

A

k

= 8 J;

Ò = const.

A

s

= ?

bu yerda: Q

1

 — gaz isitkichdan olgan issiqlik miqdori, Q

2

 — gaz

sovitkichga bergan issiqlik miqdori. Izotermik kengayishda bajarilgan

Yechish. Gazning tashqi kuchlarga  qarshi bajar-

gan ishi

À = ð × DV.

Àgar V = const ekanligini nazarda tutsak, DV = 0,

demak, À = 0 bo‘ladi. Unda ushbu jarayon uchun

termodinamikaning birinchi qonuni

Q = DU

ko‘rinishni oladi.

Yechish. Siklning ðV — diagrammasini tuza-

miz (75- rasm).  1 — 2 o‘tish — gazning izo-

termik kengayishini; 3 — 4 o‘tish esa izotermik

siqilishini ko‘rsatadi. Karno siklining FIK quyi-

dagicha aniqlanadi:

-

h =

1

2

1

,

Q

Q

Q

197

A

k

 ish gaz isitkichdan olgan Q

1

 

issiqlik miqdoriga, izotermik siqil-

ishdagi A

s

 

ish esa gaz sovitkichga bergan Q

2

 issiqlik miqdoriga teng

bo‘ladi,  ya’ni

Q

1

= A

k

;        Q

2

= A

s

.

Unda siklning FIK  quyidagi ko‘rinishni oladi:

 

-

h =

k

s

k

A

A

A

yoki      bundan    A

s

  ni  topsak,

A

s

 = (1 — h)A

k

.

Berilganlar yordamida olamiz:

s

(1 0,4) 8J

4,8J.

A =

-

×

=

J a v o b : A

]

= 4,8 J.

Mustaqil yechish uchun masalalar

1.  Òemperaturasi 20 °C ga  ortganda 200 g geliyning ichki ener-

giyasi qanchaga o‘zgaradi? (DU = 12,5 kJ.)

2.  320 g kislorodni 10 K ga izobarik qizdirilganda qancha ish bajarila-

di?  (A = 830 J.)

3.  15 °C temperaturali 1,5 kg suv bo‘lgan idishga 100 °C tem-

peraturali  200 g suv bug‘i kiritildi. Bug‘ kondensatsiyalangan-

dan keyin umumiy temperatura qanday bo‘ladi? (t = 89 °C.)

4.  Ideal issiqlik mashinasi qizdirgichining temperaturasi 117 °C,

sovitgichiniki 27 °C. Mashinaning 1 s da qizdirgichdan olayo-

tgan issiqlik miqdori 60 kJ ga teng. Mashinaning FIK ini, 1 s

da sovitgichga berilayotgan issiqlik miqdorini va mashinaning

quvvatini hisoblang. (h = 23%; Q

s

= 46 kJ; R = 14 kW.)

Òest  savollari

1. Berilgan formulalar orasidan gazning bajargan ishi ifodasini

toping:

A. A = pDV.

B. A = F · Dl.

C. A = F · Dh.

D. A = Q · U.

E. A = Q · j.

198

2. Izoxorik jarayonda ideal gazga 300 J issiqlik uzatilgan. Gaz-

ning ichki energiyasi qanchagacha o‘zgargan?

A. 150 J ga ortgan.

B. 300 J ga ortgan.

C. 200 J ga ortgan.

D. 200 J ga kamaydi.

E. O‘zgarmagan.

3. Òo‘g‘ri tasdiqni toping: 1 kg moddaning temperaturasini

1 °C ga o‘zgartirishda unga beriladigan yoki undan olinadigan issiq-

lik miqdori... deyiladi.

A. ... solishtirma erish issiqligi ...

B. ... solishtirma qotish issiqligi ...

C. ... solishtirma issiqlik sig‘imi ...

D. ... issiqlik miqdori ...

E. ... solishtirma yonish issiqligi ...

4. 27 °C da bir atomli 20 mol gazning ichki energiyasi qanday?

A. 74,8 kJ.

B. 748 J.

C. 075 J.

D. 4,3 J.

E. To‘g‘ri  javob  yo‘q.

Asosiy  xulosalar

Òermodinamik sistema deb, o‘zaro va tashqi jismlar bilan ta’-

sirlashadigan va energiya almashadigan makroskopik jismlar maj-

muasiga aytiladi.

Òermodinamik sistemaning ichki energiyasi deb, molekulalari-

ning  o‘zaro  ta’sir  energiyalari  va  ularning  issiqlik  harakat  ener-

giyalarining yig‘indisiga aytiladi.

Ideal gazning ichki energiyasi:

2

.

m

i

U

v RT

=

Issiqlik sig‘imi 

Q

T

С

D

=

. Uning SI dagi birligi 

1

J

K

.

Òermodinamikaning birinchi qonuni: 

=D + .

Q

U A

Òermodinamikaning ikkinchi qonuni: issiqlik miqdori o‘z-o‘zidan

past temperaturali  jismdan yuqori temperaturali jismga o‘tmaydi.

Karno siklining foydali ish koeffitsiyenti.

1

2

1

2

1

1

.

Q

Q

T

T

Q

T

-

-

h =

=