, Термодинамик процесс нь системийн төлөв байдлын өөрчлөлт юм, үүний үр дүнд түүний параметрүүдийн дор хаяж нэг нь (температур, эзэлхүүн эсвэл даралт) утгыг өөрчилдөг. Гэсэн хэдий ч, хэрэв бид термодинамик системийн бүх параметрүүд хоорондоо салшгүй холбоотой гэдгийг харгалзан үзвэл тэдгээрийн аль нэгнийх нь өөрчлөлт нь дор хаяж нэг (хамгийн тохиромжтой) эсвэл хэд хэдэн (бодит байдал дээр) параметрийн өөрчлөлтийг зайлшгүй шаарддаг. Ерөнхийдөө термодинамик үйл явц нь системийн тэнцвэргүй байдалтай холбоотой гэж хэлж болно, хэрэв систем тэнцвэрт байдалд байгаа бол үгүй. термодинамик процессууддотор нь урсаж чадахгүй.

Системийн тэнцвэрт байдал гэдэг нь хийсвэр ойлголт бөгөөд аливаа материалыг хүрээлэн буй ертөнцөөс тусгаарлах боломжгүй тул аливаа бодит системд янз бүрийн термодинамик процессууд зайлшгүй тохиолддог. Түүнээс гадна зарим системд ийм удаан, бараг үл үзэгдэх өөрчлөлтүүд гарч болзошгүй тул тэдгээртэй холбоотой үйл явцыг нөхцөлт байдлаар системийн тэнцвэрт байдлын дарааллаас бүрддэг гэж үзэж болно. Ийм процессыг тэнцвэрт байдал эсвэл гэж нэрлэдэг бараг статик.
Систем дэх дараалсан өөрчлөлтүүдийн өөр нэг хувилбарыг нэрлэж, дараа нь анхны төлөвтөө буцаж ирдэг дугуй процессэсвэл мөчлөг. Термодинамикийн олон онолын дүгнэлт, хэрэглээний аргуудын үндэс нь тэнцвэр ба дугуй процессын тухай ойлголт юм.

Термодинамик процессыг судлах нь энэ процесст хийгдсэн ажил, өөрчлөлтийг тодорхойлоход оршино дотоод энерги, дулааны хэмжээ, түүнчлэн хийн төлөв байдлыг тодорхойлдог бие даасан хэмжигдэхүүнүүдийн хоорондын холбоог тогтооход.

Бүх боломжит термодинамик процессуудаас хамгийн сонирхолтой нь изохор, изобар, изотерм, адиабат, политроп процессууд юм.

Изохорик үйл явц

Isochoric нь тогтмол эзэлхүүнтэй үед тохиолддог термодинамик процесс юм. Энэ процессыг хаалттай саванд байрлуулсан хийг халаах замаар хийж болно. Дулааны нийлүүлэлтийн үр дүнд хий халж, даралт нь нэмэгддэг.
Изохорик процесс дахь хийн параметрүүдийн өөрчлөлтийг Чарльзийн хуулиар тодорхойлсон: p 1 / T 1 = p 2 / T 2, эсвэл ерөнхий тохиолдолд:

p/T = const.

Савны ханан дээрх хийн даралт нь хийн үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байна.

Изохорик процесст dV-ийн эзэлхүүний өөрчлөлт тэг байх тул хийд нийлүүлсэн бүх дулааныг хийн дотоод энергийг өөрчлөхөд зарцуулдаг гэж дүгнэж болно. (ямар ч ажил хийгдээгүй).

Изобарик процесс

Изобарик нь тогтмол даралтанд явагддаг термодинамик процесс юм. Ийм процессыг дулааныг зайлуулах, нийлүүлэх явцад тогтмол гадны хүчинд өртдөг хөдөлгөөнт поршений нягт цилиндрт хий байрлуулах замаар хийж болно.
Хийн температур өөрчлөгдөхөд поршений нэг чиглэлд эсвэл өөр чиглэлд хөдөлдөг; Энэ тохиолдолд хийн хэмжээ Гей-Люссакийн хуулийн дагуу өөрчлөгдөнө.

V/T = const.

Энэ нь изобарын процесст хийн эзэлдэг эзэлхүүн нь температуртай шууд пропорциональ байна гэсэн үг юм.
Энэ үйл явц дахь температурын өөрчлөлт нь хийн дотоод энерги өөрчлөгдөхөд зайлшгүй хүргэдэг бөгөөд эзэлхүүний өөрчлөлт нь ажлын гүйцэтгэлтэй холбоотой, өөрөөр хэлбэл изобар процесст дулааны энергийн нэг хэсэг юм гэж бид дүгнэж болно. хийн дотоод энергийг өөрчлөхөд, нөгөө хэсэг нь гадны хүчний үйлдлийг даван туулах хийн ажлын гүйцэтгэлд зарцуулагддаг. Энэ тохиолдолд дотоод энергийг нэмэгдүүлэх, ажил гүйцэтгэх дулааны хэрэглээний харьцаа нь хийн дулааны багтаамжаас хамаарна.

Изотерм процесс

Изотерм гэдэг нь тогтмол температурт явагддаг термодинамик процесс юм.
Практикт хийтэй изотермийн процесс явуулах нь маш хэцүү байдаг. Эцсийн эцэст, шахах эсвэл тэлэх явцад хий нь өөрийн температурыг тогтмол байлгаж, хүрээлэн буй орчинтой температур солилцох цаг хугацаатай байх нөхцлийг бүрдүүлэх шаардлагатай.
Изотермийн процессыг Бойл-Мариотын хуулиар тодорхойлсон: pV = const, өөрөөр хэлбэл, тогтмол температурт хийн даралт нь түүний эзэлхүүнтэй урвуу хамааралтай байна.

Мэдээжийн хэрэг изотерм процессын үед хийн дотоод энерги өөрчлөгддөггүй, учир нь түүний температур тогтмол байдаг.
Тогтмол хийн температурын нөхцлийг хангахын тулд шахалтанд зарцуулсан ажилтай тэнцэх дулааныг зайлуулах шаардлагатай.

dq = dA = pdv.

Хийн төлөв байдлын тэгшитгэлийг ашиглан хэд хэдэн хувиргалт, орлуулалт хийсний дараа изотерм процессын үед хийн ажлыг дараахь илэрхийлэлээр тодорхойлно гэж дүгнэж болно.

A = RT ln (p 1 / p 2).



Адиабат процесс

Адиабат нь ажлын шингэн ба хүрээлэн буй орчны хооронд дулаан солилцоогүйгээр явагддаг термодинамик процесс юм. Изотерм процессын нэгэн адил адиабат процессыг практикт хэрэгжүүлэхэд маш хэцүү байдаг. Ийм процесс нь саванд байрлуулсан ажлын шингэн, жишээлбэл, өндөр чанартай дулаан тусгаарлагч материалаар хүрээлэгдсэн поршений цилиндртэй байж болно.
Гэхдээ энэ тохиолдолд бид ямар ч өндөр чанартай дулаан тусгаарлагчийг ашигладаг байсан ч ажлын шингэн болон хүрээлэн буй орчны хооронд бага хэмжээний дулааныг зайлшгүй солилцох болно.
Тиймээс практик дээр адиабат процессын зөвхөн ойролцоо загварыг бий болгох боломжтой. Гэсэн хэдий ч дулааны инженерчлэлд хийгдсэн олон термодинамик процессууд маш хурдан явагддаг тул ажлын шингэн ба орчин нь дулаан солилцох цаг байхгүй тул тодорхой хэмжээний алдаатай ийм процессыг адиабат гэж үзэж болно.

Даралт ба эзэлхүүнтэй холбоотой тэгшитгэлийг гаргах 1 кгАдиабат процесс дахь хийг бид термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн тэгшитгэлийг бичнэ.

dq = du + pdv.

Адиабат процессын хувьд дулаан дамжуулалт dq тэг, дотоод энергийн өөрчлөлт нь температурын дулаан дамжилтын функцээс хамаардаг тул: du = c v dT, тэгвэл бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

c v dT + pdv = 0 (3) .

Клапейроны pv = RT тэгшитгэлийг ялгаж үзвэл бид дараахь зүйлийг олж авна.

pdv + vdp = RdT.

Эндээс dT-г илэрхийлж (3) тэгшитгэлд орлуулъя. Дахин бүлэглэж, хувиргасны дараа бид дараахь зүйлийг авна.

pdvc v /(R + 1) + c v vdp/R = 0.

Майерын R = c p – c v тэгшитгэлийг харгалзан сүүлийн илэрхийллийг дараах байдлаар дахин бичиж болно.

pdv(c v + c p - c v)/(c p – c v) + c v vdp/(c p – c v) = 0,

c p pdv + c v vdp = 0 (4) .

Тэгшитгэлийг нэгтгэсний дараа үүссэн илэрхийллийг c v-д хувааж, c p /c v харьцааг k үсгээр тэмдэглэнэ. (4) бид авдаг (хамт k = const):

ln vk + ln p = const эсвэл ln pvk = const эсвэл pvk = const.

Үүссэн тэгшитгэл нь адиабат процессын тэгшитгэл бөгөөд k нь адиабатын илтгэгч юм.
Хэрэв бид эзэлхүүний дулаан багтаамжийг c v тогтмол утга, өөрөөр хэлбэл c v = const гэж үзвэл адиабат процессын ажлыг томъёогоор илэрхийлж болно. (гаралтгүйгээр өгсөн):

l = c v (T 1 – T 2) эсвэл l = (p 1 v 1 – p 2 v 2)/(k-1).

Политроп процесс

Дээр дурдсан термодинамик процессуудаас ялгаатай нь хийн параметрүүдийн аль нэг нь өөрчлөгдөөгүй хэвээр байх үед политроп процесс нь хийн үндсэн параметрүүдийн аль нэгийг өөрчлөх боломжоор тодорхойлогддог. Дээр дурдсан бүх термодинамик процессууд нь политропик процессуудын онцгой тохиолдол юм.
Политроп процессын ерөнхий тэгшитгэл нь pv n = const хэлбэртэй байна, энд n нь политропын индекс - өгөгдсөн процессын тогтмол утга бөгөөд - ∞-аас + ∞ хүртэл утгыг авч болно.

Политропийн индексийг тодорхой утгыг өгснөөр изохор, изобар, изотерм эсвэл адиабат гэсэн нэг буюу өөр термодинамик процессыг олж авах боломжтой нь ойлгомжтой.
Тэгэхээр n = 0 гэж авбал p = const - изобар процесс, n = 1 гэж авбал pv = const хамаарлаар дүрслэгдсэн изотерм процессыг авна; n = k-ийн хувьд процесс адиабат, n-ийн хувьд - ∞ эсвэл + ∞-тэй тэнцүү байна. Бид изохорик процессыг авдаг.

Дулааны багтаамж

Тогтмол даралт дахь молийн дулаан багтаамжийг . Идеал хийн хувьд энэ нь тогтмол эзэлхүүн дэх дулаан багтаамжтай Майерын хамаарлаар холбогддог.

Молекул кинетик онол нь бүх нийтийн хийн тогтмолын утгыг ашиглан янз бүрийн хийн молийн дулаан багтаамжийн ойролцоо утгыг тооцоолох боломжийг олгодог.

Туршилтаар (жишээлбэл, хий дэх дууны хурдыг хэмжих эсвэл Клемент-Дезормесын аргыг ашиглан) хэмжиж болох адиабат экспонент нь мэдэгдэж байгаа бол дулааны багтаамжийг Майерын тэгшитгэл дээр үндэслэн тодорхойлж болно.

Энтропийн өөрчлөлт

Викимедиа сан. 2010 он.

Бусад толь бичгүүдээс "Изобарик процесс" гэж юу болохыг харна уу.

- (изобарын процесс), физикт тохиолддог процесс. DC дахь систем ext. даралт; термодинамик дээр диаграм дээр изобар хэлбэрээр үзүүлэв. IP-ийн хамгийн энгийн жишээ бол задгай саванд ус халаах, цилиндрт хийг чөлөөтэй хөдөлгөх замаар тэлэх явдал юм. Физик нэвтэрхий толь бичиг

- (изобарын процесс) (изо... ба барос таталцлаас), системд тогтмол даралтаар явагддаг термодинамик процесс. Фазын диаграммд изобар процессыг дүрсэлсэн шугамыг изобар гэж нэрлэдэг... Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

Изобарик процесс- (изобарын процесс) (изо... ба барос таталцлаас), системд тогтмол даралтаар явагддаг термодинамик процесс. Фазын диаграм дээр изобар процессыг дүрсэлсэн шугамыг изобар гэж нэрлэдэг. ... Зурагтай нэвтэрхий толь бичиг

- (изобарик процесс) системд тогтмол даралтаар явагддаг термодинамик процесс ... Том нэвтэрхий толь бичиг

ISOBAR PROCESS- (изобарын процесс) тогтмол даралттай системд тохиолддог термодинамик процесс, жишээлбэл. уурын зууханд уур үүсэх... Том Политехникийн нэвтэрхий толь бичиг

изобар процесс- Системд тогтмол даралттай үед явагддаг термодинамик процесс. [Санал болгосон нэр томъёоны цуглуулга. Асуудал 103. Термодинамик. ЗХУ-ын Шинжлэх Ухааны Академи. Шинжлэх ухаан, техникийн нэр томъёоны хороо. 1984] Сэдэв термодинамик EN тогтмол... ... Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

изобар процесс- – тогтмол даралтын дор явагдах процесс. ерөнхий хими: сурах бичиг / A. V. Жолнин ... Химийн нэр томъёо

Изобарик процесс- системд тогтмол даралтын үед явагддаг термодинамик процесс юм. Бетон ба төмөр бетоны нэр томъёоны толь бичиг. нэрэмжит NIIZHB "Барилга" эрдэм шинжилгээний төв СУИС. А.А.Гвоздева, Москва, 2007, 110 х.] Нэр томъёоны гарчиг: Ерөнхий нэр томъёо... ... Барилгын материалын нэр томъёо, тодорхойлолт, тайлбарын нэвтэрхий толь бичиг

- (изобарик процесс), системд тогтмол даралттай үед тохиолддог термодинамик процесс. * * * ISOBAR PROCESS ISOBAR PROCESS (изобар процесс) (изо... (ISO... (нийлмэл үгсийн хэсгийг үзнэ үү)) ба барос хүндийн), термодинамик... ... нэвтэрхий толь бичиг

изобар процесс- T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės системүүд нь стандартын шаардлага хангаагүй бөгөөд энэ нь ямар ч боломжгүй юм. attikmenys: англи хэл. изобарын процесс vok. isobare Zustandsänderung, f; изобарер Прозесс, м… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Тогтмол даралтад явагддаг термодинамик процессуудын нэг нь изобар процесс (мөн изобар процесс гэж нэрлэдэг) юм. Системийн хийн масс мөн тогтмол хэвээр байна. Изобарын процессыг харуулсан графикийн дүрслэлийг харгалзах координатын систем дэх термодинамик диаграмаар үзүүлэв.

Жишээ

Ихэнх энгийн жишээНээлттэй саванд тодорхой эзэлхүүнтэй усыг халаахыг изобарик процесс гэж нэрлэж болно. Өөр нэг жишээ бол поршений чөлөөт цохилттой цилиндр эзэлхүүн дэх хамгийн тохиромжтой хийн өргөтгөл юм. Эдгээр тохиолдол бүрт даралт тогтмол байх болно. Энэ нь ердийн атмосферийн даралттай тэнцүү бөгөөд энэ нь маш тодорхой юм.

Буцах чадвар

Систем дэх даралт нь гадаад даралттай давхцаж, үйл явцын бүх үед тэнцүү (өөрөөр хэлбэл энэ нь тогтмол утгатай), температур маш удаан өөрчлөгддөг бол изобар процессыг буцаах боломжтой гэж үзэж болно. Тиймээс цаг мөч бүрт систем дэх термодинамик тэнцвэрт байдал хадгалагдана. Дээрх хүчин зүйлсийн нэгдэл нь изобарын процессыг буцаах боломжтой гэж үзэх боломжийг бидэнд олгодог.

Системд изобарын процессыг явуулахын тулд дулааныг нийлүүлэх эсвэл зайлуулах шаардлагатай. Энэ тохиолдолд дулааныг хамгийн тохиромжтой хийг тэлэх, дотоод энергийг өөрчлөх ажилд зарцуулах ёстой. Изобар процессын үед хэмжигдэхүүнүүд бие биенээсээ хамааралтай болохыг харуулсан томъёог Гэй-Люссакийн хууль гэж нэрлэдэг. Энэ нь эзэлхүүн нь температуртай пропорциональ байгааг харуулж байна. Өнгөц мэдлэг дээр үндэслэн энэ томьёог гаргаж авцгаая.

Гэй-Люссакийн хуулийн гарал үүсэл (анхдагч ойлголт)

Ядаж бага зэрэг мэдлэгтэй хүн молекулын физик, олон ажил нь тодорхой параметртэй холбоотой гэдгийг мэддэг. Тэдний нэрс нь хийн даралт, хийн эзэлхүүн, хийн температур юм. Зарим тохиолдолд молекул ба молийн масс, бодисын хэмжээ, бүх нийтийн хийн тогтмол болон бусад үзүүлэлтүүдийг ашигладаг. Мөн энд тодорхой холболт бий. Бүх нийтийн хийн тогтмол байдлын талаар илүү дэлгэрэнгүй ярилцъя. Хэрэв хэн нэгэн үүнийг яаж олж авснаа мэдэхгүй бол.

Бүх нийтийн хийн тогтмолыг олж авах

Энэ тогтмол (тодорхой хэмжээс бүхий тогтмол тоо) мөн Менделеевийн тогтмол гэж нэрлэдэг. Энэ нь мөн идеал хийн Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлд байдаг. Бид яаж өөрсдийнхөө авсан бэ? алдартай физикчэнэ тогтмол уу?

Бидний мэдэж байгаагаар хамгийн тохиромжтой хийн тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна: PV/T (үүнийг "даралт ба эзэлхүүний үржвэрийг температурт хуваасан" гэж нэрлэдэг). Авогадрогийн хууль гэж нэрлэгддэг хууль нь бүх нийтийн хийн тогтмолд хамаарна. Хэрэв бид ямар нэгэн хий авбал ижил температур, ижил даралттай ижил тооны моль ижил эзэлхүүнийг эзэлнэ гэж хэлдэг.

Үнэн хэрэгтээ энэ бол арай эрт томьёо болгон бичсэн идеал хийн төлөв байдлын тэгшитгэлийн аман томъёолол юм. Хэрэв бид хэвийн нөхцөлийг авч үзвэл (мөн энэ нь хийн температур 273.15 Кельвин, даралт нь 1 атмосфер, 101325 Паскаль, нэг моль хийн эзэлхүүн нь 22.4 литр байх үед) тэгшитгэлд орлуулж, бүгдийг үржүүлж, үржүүлээрэй. хувааж, бид ийм үйлдлүүдийн нийлбэр нь 8.31-тэй тэнцэх тоон үзүүлэлтийг өгдөг. Хэмжээг Жоулаар өгөгдсөн бөгөөд Кельвин (Ж/моль*К) үржвэрт хуваасан.

Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл

Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлийг авч шинэ хэлбэрээр дахин бичье. Анхны тэгшитгэл нь PV/T=R хэлбэртэй байна. Одоо хоёр хэсгийг температурын үзүүлэлтээр үржүүлье. Бид PV(m)=RT томъёог авна. Өөрөөр хэлбэл, даралт ба эзэлхүүний бүтээгдэхүүн нь бүх нийтийн хийн тогтмол ба температурын бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна.

Одоо тэгшитгэлийн хоёр талыг нэг буюу өөр тооны мольоор үржүүлье. Тэдний тоог X үсгээр тэмдэглэе. Тиймээс бид дараах томьёог олж авна: PV(m)X=XRT. Гэхдээ "m" гэсэн дэд тэмдэг бүхий V бүтээгдэхүүн нь V эзлэхүүнтэй адил үр дүнг өгдөг бөгөөд X мольуудын тоо нь хэсэгчилсэн массыг молийн массад хуваах хэлбэрээр илэрдэг гэдгийг бид мэднэ, өөрөөр хэлбэл энэ нь хэлбэртэй байна. м/М.

Тиймээс эцсийн томъёо дараах байдлаар харагдах болно: PV=MRT/m. Энэ бол хоёр физикч бараг нэгэн зэрэг ирсэн Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл юм. Бид тэгшитгэлийн баруун талыг (мөн нэгэн зэрэг хувааж) Авогадрогийн тоогоор үржүүлж болно. Дараа нь бид дараахь зүйлийг авна: PV = XN(a)RT/N(a). Харин мэнгэний тоог Авогадрогийн тоогоор үржүүлсэн, өөрөөр хэлбэл XN(a) нь бидэнд өөр юу ч өгдөггүй. нийт тоо N үсгээр тэмдэглэсэн хийн молекулууд.

Үүний зэрэгцээ бүх нийтийн хийн тогтмолын коэффициент ба Авогадрогийн тоо - R/N(a) нь Больцманы тогтмолыг (k-ээр тэмдэглэнэ) өгнө. Үүний үр дүнд бид өөр томъёог авах болно, гэхдээ арай өөр хэлбэрээр. Энд байна: PV=NkT. Та энэ томьёог өргөжүүлж дараах үр дүнг авч болно: NkT/V=P.

Хийн изобар процесст ажилладаг

Бидний өмнө олж мэдсэнээр изобар процесс нь даралт тогтмол хэвээр байх термодинамик процесс юм. Изобар процессын явцад ажил хэрхэн тодорхойлогддогийг мэдэхийн тулд бид термодинамикийн нэгдүгээр хуульд хандах хэрэгтэй болно. Ерөнхий томъёодараах байдлаар харагдана: dQ = dU + dA, энд dQ нь дулааны хэмжээ, dU нь дотоод энергийн өөрчлөлт, dA нь термодинамик процессын үед хийгдсэн ажил юм.

Одоо изобарын процессыг тусгайлан авч үзье. Даралт тогтмол хэвээр байгааг анхаарч үзье. Одоо изобар процессын хувьд термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг дахин бичихийг оролдъё: dQ = dU + pdV. Үйл явц, ажлын талаар тодорхой ойлголттой болохын тулд та үүнийг координатын системд дүрслэх хэрэгтэй. Абсцисса тэнхлэг р, ордны V тэнхлэгийг тэмдэглэе.Эзэлхүүнийг нэмэгдүүлье. Харгалзах p утгатай хоёр цэг дээр (мэдээж тогтмол) V1 (анхны эзэлхүүн) ба V2 (эцсийн хэмжээ) гэсэн төлөвүүдийг тэмдэглэж байна. Энэ тохиолдолд график нь х тэнхлэгтэй параллель шулуун шугам байх болно.

Энэ тохиолдолд ажил олох нь урьд өмнөхөөсөө илүү хялбар болсон. Энэ нь ердөө л хоёр талдаа абсцисса тэнхлэг рүү чиглэсэн проекцоор, гурав дахь талдаа изобар шугамын эхэн ба төгсгөлд байрлах цэгүүдийг холбосон шулуун шугамаар хязгаарлагдсан зургийн талбай байх болно. Ажлын утгыг интеграл ашиглан тооцоолохыг хичээцгээе.

Үүнийг дараах байдлаар тооцоолно: A = p (V1-ээс V2 хүртэлх интеграл) dV. Интегралыг өргөжүүлье. Ажил нь даралтын бүтээгдэхүүн ба эзэлхүүний зөрүүтэй тэнцүү байх болно гэдгийг бид олж мэдсэн. Өөрөөр хэлбэл томъёо нь иймэрхүү харагдах болно: A = p (V2 - V1). Хэрэв бид зарим хэмжигдэхүүнийг өргөжүүлэх юм бол бид өөр томьёог авна. Энэ нь дараах байдалтай байна: A = xR (T2 - T2), энд x нь бодисын хэмжээ юм.

Бүх нийтийн хийн тогтмол ба түүний утга

Сүүлийн илэрхийлэл нь R-ийн физик утгыг тодорхойлно гэж бид хэлж чадна - бүх нийтийн хийн тогтмол. Илүү ойлгомжтой болгохын тулд бид рүү хандъя тодорхой тоонууд. Аливаа бодисоос нэг мэнгэ авч шалгая. Үүний зэрэгцээ температурын зөрүү 1 Кельвин байна. Энэ тохиолдолд хийн ажил нь бүх нийтийн хийн тогтмол (эсвэл эсрэгээр) тэнцүү байх болно гэдгийг анзаарахад хялбар байдаг.

Дүгнэлт

Энэ баримтыг үг хэллэгийг өөрчилснөөр арай өөр байдлаар илэрхийлж болно. Жишээлбэл, бүх нийтийн хийн тогтмол нь нэг Келвинээр халсан бол идеал хийн нэг моль изобар тэлэлтэд хийсэн ажилтай тоон хувьд тэнцүү байх болно. Бусад изопроцессуудын ажлыг тооцоолох нь арай илүү хэцүү байх болно, гэхдээ гол зүйл бол логикийг ашиглах явдал юм. Дараа нь бүх зүйл хурдан байрандаа орох бөгөөд томъёог гаргах нь таны бодож байгаагаас хамаагүй хялбар байх болно.

Термодинамикийн үндсэн процессууд нь:

• изохорик, тогтмол эзэлхүүнтэй урсдаг;
• изобартогтмол даралтаар урсах;
• изотерм, тогтмол температурт тохиолддог;
• адиабат, хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцоогүй;
• политропик, тэгшитгэлийг хангаж байна pvn= const.

Изохор, изобар, изотерм ба адиабат процессууд нь политроп процессын онцгой тохиолдол юм.

Термодинамик процессыг судлахдаа дараахь зүйлийг тодорхойлно.

• дахь процессын тэгшитгэл х— v Тэгээд Т— скоординат;
• хийн төлөвийн параметрүүдийн хоорондын хамаарал;
• дотоод энергийн өөрчлөлт;
• гадаад ажлын хэмжээ;
• процессыг явуулахад нийлүүлсэн дулааны хэмжээ эсвэл зайлуулах дулааны хэмжээ.

Изохорик процесс

Изохорик процессх, v— , Т, с- Тэгээдби, с- координат (диаграмм)

Изохорик процесст нөхцөл хангагдсан байдаг v= const.

Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлээс ( pv = RT) дараах:

p/T = R/v= const,

өөрөөр хэлбэл хийн даралт нь түүний үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байна:

p2/p1 = T2/T1.

Изохорик процесс дахь тэлэлтийн ажил тэг байна ( л= 0), учир нь ажлын шингэний хэмжээ өөрчлөгддөггүй (Δ v= const).

1-2-р процесст ажлын шингэнд нийлүүлсэн дулааны хэмжээ в v

q= в v(Т 2 — Т 1 ).

Учир нь л= 0, дараа нь термодинамикийн Δ нэгдүгээр хуульд үндэслэнэ у = q, энэ нь дотоод энергийн өөрчлөлтийг дараах томъёогоор тодорхойлж болно гэсэн үг юм.

Δ у = c v (T 2 - T 1).

Изохорик процесс дахь энтропийн өөрчлөлтийг дараах томъёогоор тодорхойлно.

s 2 – s 1= Δ с = в v ln( p2/p1) = в v ln( T2/T1).

Изобарик процесс

Изобарик процессх, v— , Т, с- Тэгээдби, с- координат (диаграмм)

Тогтмол даралтын дор явагдах процессыг изобарик гэж нэрлэдэг. х= const. Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлээс дараах байдалтай байна.

v/T = R/p= const

v2/v1 = T2/T1,

өөрөөр хэлбэл изобар процесст хийн эзэлхүүн нь түүний үнэмлэхүй температуртай пропорциональ байна.

Ажил нь дараахтай тэнцүү байх болно.

л = х(v 2 – v 1 ).

Учир нь pv 1 = RT 1 Тэгээд pv 2 = RT 2 , Тэр

л = Р(T 2 – T 1).

дулааны хэмжээ в х= const нь дараах томъёогоор тодорхойлогдоно.

q = в х(T 2 – T 1).

Энтропийн өөрчлөлт нь дараахтай тэнцүү байна.

s 2 – s 1= Δ с = в х ln( T2/T1).

Изотерм процесс

Изотерм процессх, v— , Т, с- Тэгээдби, с- координат (диаграмм)

Изотермийн процесст ажлын шингэний температур тогтмол хэвээр байна Т= const, тиймээс:

pv = RT= const

p2/p1 = v1/v2,

өөрөөр хэлбэл даралт ба эзэлхүүн нь хоорондоо урвуу хамааралтай тул изотерм шахалтын үед хийн даралт нэмэгдэж, тэлэлтийн үед буурдаг.

Процессын ажил нь дараахь байдалтай тэнцүү байх болно.

л = RT ln( v 2 – v 1) = RT ln( p 1 – p 2).

Температур тогтмол хэвээр байгаа тул изотерм процесс дахь идеал хийн дотоод энерги тогтмол хэвээр байна (Δ у= 0) бөгөөд ажлын шингэнд нийлүүлсэн бүх дулаан нь өргөтгөлийн ажилд бүрэн хувирдаг.

q = л.

Изотермийн шахалтын үед ажлын шингэнээс дулааныг шахахад зарцуулсан ажилтай тэнцүү хэмжээгээр авдаг.

Энтропийн өөрчлөлт нь:

s 2 – s 1= Δ с = Р ln( p1/p2) = Р ln( v2/v1).

Адиабат процесс

Адиабат процесс дахьх, v— , Т, с- Тэгээдби, с- координат (диаграмм)

Адиабат гэдэг нь хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцохгүйгээр хийн төлөвийг өөрчлөх үйл явц юм. оноос хойш d q= 0 бол адиабат процессын термодинамикийн нэгдүгээр хуулийн тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

г у + хг v = 0

Δ у+ л = 0,

тиймээс

Δ у= —л.

Адиабат процессын үед тэлэлтийн ажил нь зөвхөн хийн дотоод энергийг зарцуулах замаар хийгддэг бөгөөд гадны хүчний үйл ажиллагааны улмаас үүсэх шахалтын үед тэдгээрийн хийсэн бүх ажил нь хийн дотоод энергийг нэмэгдүүлэхэд чиглэгддэг. .

Адиабат процессын дулааны багтаамжийг дараах байдлаар тэмдэглэе втам ба нөхцөл байдал d q= 0 бид үүнийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.

г q = втам г Т = 0.

Энэ нөхцөл нь адиабат процесс дахь дулааны багтаамж нь тэг болохыг харуулж байна ( втам = 0).

Энэ нь мэдэгдэж байна

-тайх/c v= к

болон адиабат процессын (адиабат) муруйны тэгшитгэл х, v- диаграмм дараах байдалтай байна.

pvk= const.

Энэ илэрхийлэлд кгэж нэрлэдэг адиабат индекс(мөн Пуассоны харьцаа гэж нэрлэдэг).

Адиабат индексийн утгуудкзарим хийн хувьд:

кагаар = 1.4

кхэт халсан уур = 1.3

кдотоод шаталтат хөдөлгүүрийн утааны хий = 1.33

кханасан нойтон уур = 1.135

Өмнөх томъёонуудаас харахад дараах байдалтай байна.

л= — Δ у = в v(Т 1 – Т 2 );

би 1 – би 2 = в х(Т 1 – Т 2 ).

Адиабат процессын техникийн ажил ( л techn) нь үйл явцын эхлэл ба төгсгөлийн энтальпийн зөрүүтэй тэнцүү байна ( би 1 – би 2 ).

Ажлын шингэний дотоод үрэлтгүйгээр явагдах адиабат процессыг нэрлэдэг изотропик. IN Т, с-диаграммд босоо шугамаар дүрслэгдсэн байна.

Дүрмээр бол бодит адиабат процессууд нь ажлын шингэний дотоод үрэлтийн үед явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд дулаан үргэлж ялгарч, ажлын шингэн рүү шилждэг. Энэ тохиолдолд d с> 0, процессыг дуудна жинхэнэ адиабат процесс.

Политроп процесс

Тэгшитгэлээр тодорхойлсон процессыг политропик гэж нэрлэдэг.

pvn= const.

Политропик индекс n-∞-аас +∞ хүртэлх ямар ч утгыг авч болох боловч өгөгдсөн процессын хувьд энэ нь тогтмол утга юм.

Политроп процессын тэгшитгэл ба Клайпероны тэгшитгэлээс хоёрын хоорондох холбоог тогтоох илэрхийлэлийг олж авч болно. х, vТэгээд ТПолитропын дурын хоёр цэг дээр:

p2/p1 = (v1/v2) n ; T2/T1 = (v1/v2) n-1; T2/T1 = (p2/p1) (n-1)/n .

Политропик процесс дахь хийн тэлэлтийн ажил нь дараахь байдалтай тэнцүү байна.

Хамгийн тохиромжтой хийн хувьд энэ томъёог дараах байдлаар өөрчилж болно.

Процессын явцад нийлүүлсэн эсвэл зайлуулсан дулааны хэмжээг термодинамикийн нэгдүгээр хуулийг ашиглан тодорхойлно.

q = (u 2 – u 1) + л.

Учир нь

политропик процесс дахь хамгийн тохиромжтой хийн дулааны багтаамжийг илэрхийлнэ.

At в v, кТэгээд n= const c n= const, тиймээс политроп процессыг заримдаа тогтмол дулаан багтаамжтай процесс гэж тодорхойлдог.

Политропик процесс нь термодинамикийн үндсэн процессуудыг бүхэлд нь хамардаг тул ерөнхий утгатай.

Политропын график дүрслэл х, vполитропын индексээс хамаарч координатууд n.

pv 0= const ( n= 0) – изобар;

pv= const ( n= 1) – изотерм;

p 0 v= const, p 1/∞v= const, pv ∞= const – изохор;

pvk= const ( n = к) - адиабат.

n > 0 - гипербол муруй,

n < 0 - парабол.

Термодинамикийн талаархи миний лекцийн тэмдэглэл, "Эрчим хүчний үндэс" сурах бичгийн материалд үндэслэн. Зохиолч Г.Ф.Быстрицкий. 2-р хэвлэл, илч. болон нэмэлт - М.: KNORUS, 2011. - 352 х.