Copy of Термодинамика заңдары

Термодинамика заңдары

Сондықтан термодинамиканың 1

және 2 заңдары термодинамиканың

3 заңымен немесе Нернст- Планк

теоремасымен толықтырылады:

тепе-теңдік күйде термодинамикалық температура нольдік бөлікке

жақындаған сайын барлық

денелердің энтропиясы нольге

ұмтылады.

Термодинамиканың 1 және

2 заңдары термодинамикалық

температура T=0К болғанда

термодинамикалық жүйелерде

энтропияның мәні қандай

болатынын көрсетпейді.

Адиабаталық процесс

Термодинамиканың үшінші бастамасы — абсолюттік нөлге жуық температура

маңында, реакцияның жылу эффектісі мен максимал жұмыстысипаттайтын қисық

сызықтар өзара бірігіп кетеді, ал олардың

ортақ жанамасы температуа осіне параллель болады дейтін, химиялық реакцияларға тән эксперименттік нәтижелерді

қорытындылаудан туатын постулат

Термодинамиканың бiрiншi заңы

Бұл жерде цилиндрге жанармай

қоспасы емес, кәдiмгi

атмосфералық ауа сорылады.

Сығылу тактының соңында арнайы

форсунка арқылы сұйық отын -

солярка шашыратылады. Осы сәтте

сығылған ауа температурасының

жоғарлағаны сондай, тiптен

жанармай тұтанады.

Күн көзiнiң әсерiнен жылыған ауа,

жоғары көтерiледi де, биiктiкке

көтерiлген сайын қысымның

азаюына байланысты тез арада

ұлғайып-таралады. Бұл ауаның

ұлғайып-таралуы оның

салқындауына әкелiп соғады.

Осының нәтижесiнде су булары конденсацияланады да,

бұлттар пайда болады

Егер жүйе жылу

өткiзбейтiн

болса (Q = 0) және ол

механикалық жұмыс

атқармаса (А=0), онда

ΔU = 0,

немесе U1=U2: тұйық

жүйенiң iшкi энергиясы

өзгермейдi

(сақталады).

Термодинамиканың бiрiншi

заңынан, ешқандай

энергетикалық шығынсыз

шексiз мөлшерде жұмыс жасай

алатын қондырғыны – мәңгiлiк

двигательдi жасап шығару

мүмкiндiгiнiң терiстiгi шығады.

Шын мәнiнде, егер жүйеге жылу

берiлмесе (Q = 0 ), онда жұмыс

A iшкi энергияның азаюы

есебiнен ғана жүзеге асар

едi: A = ΔU. Двигатель,

энергия қоры таусылғаннан

кейiн, жұмысын тоқтатады.

Көптеген деректердi жинақтаудың

негiзiнде энергияның сақталуының

жалпылама заңы тұжырымдалды:

табиғатта энергия U жоқтан пайда

болмайды және жоғалмайды, ол тек

бiр түрден екiншi түрге ауысады.

Жылу құбылыстарында

таралған энергияның сақталу

және айналу заңы

термодинамиканың бiрiншi заңы

деп аталады.

Термодинамиканың бiрiншi заңы:

iшкi энергияның өзгерiсi жүйеге

берiлген жылу мөлшерi мен

сыртқы күштердiң жұмысының

қосындысына тең: ΔU = A + Q.

Адиабаталық процесс кезiнде

Q = 0 және жүйенiң iшкi энергиясының

өзгеруi жұмыс атқару арқылы ғана жүредi:

ΔU= А. ΔU= А теңдiгi белгiлi қорытынды

жасауға мүмкiндiк бередi. Егер жүйеде оң

жұмыс жасалса, мысалы газ сығылатын

болса, онда оның iшкi энергиясы ұлғаяды

және температурасы өседi. Керiсiнше , газ ұлғайған кезде, ол өзi оң жұмыс атқарады

(Аұ > 0). Оның iшкi энергиясы азаяды да,

газ суиды.

Егер цилиндр түбiне эфирге батырылған мақтаны салып, дереу поршендi қозғалтсақ, онда мақтадағы эфир буы жалындайды. Бұл эффект Дизель двигателiнiң жұмыс iстеу принципiнiң негiзiне алынған

Кельвин және Клаузиус

тұжырымдамалары

бір-біріне эквивалентті.

Егер тұйық жүйеде

термодинамиканың 2

заңына қайшы келетін

қиялдағы процесті

жүргізсек, онда

энтропия азаяды.

Термодинамиканың бiрiншi

заңын изопроцестерге қолдану

Клаузиус бойынша

тұжырымдамасы:

тек бір дененің сууы

нәтижесінде жұмыс

жасайтын машина жасау

мүмкін емес.

Адиабаталық процесс.

Қоршаған ортамен

жылу алмасуы

болмайтын жағдайда

өтетiн жүйедегi

изопроцесс адиабаталық

процесс деп аталады.

Изотермалық процесс.

Изотермалық процесс кезiнде

газдың температурасы тұрақты

болады (Т = const) және оның iшкi

энергиясы өзгермейдi. Газға берiлген

барлық жылу мөлшерi пайдалы жұмыс

атқаруға жұмсалады: Q = А′. Газ белгiлi

жылу мөлшерiн (Q > 0) алған кезде, ол

оң жұмыс атқарады (А′ > 0). Керiсiнше,

егер газ қоршаған ортаға жылу берсе,

онда оның атқарған жұмысы терiс

болып саналады.

Изобаралық процесс.

Изобаралық процесс

кезiндегi газға берiлген

жылу мөлшерi оның iшкi

энергиясының бiрге

өзгеруiне және қысым

тұрақты болған кездей

P = const жұмысты

атқаруға шығындалады.

Термодинамиканың екінші заңы

Термодинамиканың

1 заңы энергияның

сақталу және айналу заңы

болып табылғанымен

термодинамикалық

процестің бағытын

анықтай алмайды.

Изохоралық процесс.

Бұл процесте газ көлемi өзгермейдi: V = const.

Газдың iшкi энергиясының

өзгерiсi оған берiлген жылу мөлшерiне тең: ΔU = Q. Егер

газ қыздырылса , онда Q > 0

және ΔU > 0 – iшкi энергия ұлғаяды. Газды суытқан

кезде: Q < 0 және ΔU < 0,

оның iшкi энергиясы

азаяды.

Термодинамиканың

2 заңының Кельвин

және Клаузиус

бойынша

тұжырымдамаларына

тоқталайық.

Энтропия түсінігін және

Клаузиустың теңсіздігін

қолдана отырып,

термодинамиканың 2 заңын

тұйық жүйедегі қайтымсыз

процестер үшін энтропияның

өсу заңы деуге болады: кез-келген

тұйық жүйедегі қайтымсыз процесс

сол жүйенің энтропиясы

өсетіндей болып жүреді немесе

қысқаша былай айтуға болады:

тұйық жүйеде жүретін процестерде

энтропия азаймайды.

Тұйық емес (ашық)

жүйелерде энтропия

өсуі де, азаюы да,

тұрақты болуы да мүмкін.

Энтропия тұйық жүйедегі

тек қана қайтымды

процестер үшін тұрақты,

ал тұйық жүйедегі

қайтымсыз процестер

үшін әрқашанда өседі.