Mühazirə №10 Termodinamikanın I qanunu




Yüklə 21.74 Kb.
tarix22.04.2016
ölçüsü21.74 Kb.

- -

Mühazirə № 10
Termodinamikanın I qanunu
Termodinamik sistemin daxili enerjisini iki yolla dəyişdirmək olar; sistemin üzərində görülən mexaniki iş və sistemə verilən istilik miqdarının hesabına. Xarici cisimlərin sistem üzərində gördükləri işi və sistemin xarici qüvvələrə qarşi gördüyü işi ilə işarə etsək, onda Nyutonun üçüncü qanununa görə olar. Xaricdən termodinamik sistem verilən istilik miqdarı Q olarsa, onda enerjinin saxlanma qanununu görə

(1)

şəklində yazmaq olar. Bu ifadədən



(2)

alınar.


Deməli sistemə verilən istilik miqdarı, sistemin daxili enerjisinin dəyişməsinə və onun xarici qüvvələrə qarşı gördüyü işinə sərf olunur. Bu ifadə termodinamikanın birinci başlanğıcı (qanunu) adlanır.

Qeyd edək ki, sistemə istilik miqdarı verdikdə onun daxili enerjisinin mütləq artması fikri düzgün deyil, çünki sistemin xarici qüvvələrə qarşı gördüyü iş ona verilən istilik miqdarından çox olarsa. Bu halda işin bir hissəsi daxili enerjinin azalması hesabına baş verir.

(2) ifadəsini differensial şəkildə yazsaq

(3) alarıq.

Qeyd edək ki,daxili enerji sistemin halını xarakterizə edən parametirdir.O, sistem bir haldan başqa hala keçdikdə keçid yolunun formasından asılı deyil.Sistem periodik olaraq öz əvvəlki vəziyyətinə qayıdırsa,, onda daxili enerjinin dəyişməsi sıfra bərabər olar, yəni .

Onda termodinamikanın birinci qanununa görə

olar.

Deməli, periodik işləyən mühərrik ona verilən istilik miqdarından artıq iş görə bilməz.

Termodinamik sistemlərdə baş verən proseslər içərisində izoproseslər xüsusi yer tutur.Çünki bu proeslər zamanı əsas parametrlərdən biri sabit qalır.Termodinamikanın birinci qanununu ideal qaz üçün yazsaq

(4) alarıq.

Proses izoxorik olarsa, yəni , qaz xarici qüvvələrə qarşı iş görmür, yəni olur.

Bu halda qaza verilən istilik onun daxili enerjisinin artmasına sərf olunur. Onda (4) ifadəsindən

(5) alarıq.

İzobarik proses zamanı sistemə verilən istiliyin bir hissəsi daxili enerjinin dəyişməsinə, bir hissəsi isə onun xarici qüvvələrə qarşı gördüyü işə sərf olunur.

İzoborik proses zamanı qaz genişlənir və onun həcmi -dən -yə qədər artır. Onda izoborik proses zamanı görülən iş üçün aşağıdakı ifadəni yazaq:

(6) olar.

Qazın iki halı üçün Mendeleyev-Klaperon tənliyini yazsaq,



, və bu ifadələrdən
alarıq.

Həcmin dəyişməsini (6) ifadəsində yerinə yazsaq



(7) alarıq.

(7) ifadəsindən univesal qaz sabitinin fiziki mənasını molunu təyin etmək olar. Bir mol qazı izobarik olaraq 1 K qızdırdıqda xarici qüvvələrə qarşı görülən iş ədədi qiymətcə universal qaz sabitinə bərabərdir.

İzotemik proses zamanı () sistemin daxili enerjisi dəyişmir, yəni , onda termodinamikanın birinci qanununa görə

və ya olar.

Yəni, sistemə verilən istilik miqdarı sistemin xarici qüvvələrə qarşı gördüyü işə sərf olunur.İzotermik proses zamanı görülən işi hesablayaq. Ümumi halda



Mendeleyev- Klapeyron tənliyindən istifadə edərək təzyiqi təyin etsək



Və bunu işin ifadəsində yerinə yazsaq , onda qazın bir haldan başqa hala izotermik keçidi zamanı görülən işin ifadəsi



(8)

təyin olunar. Nəzərə alsaq ki, izotermik prosesdə onda (8) ifadəsini aşaöıdakı şəkildə yazmaq olar.



(9)

Adiabatik proses. Puasson tənliyi.
Xarici mühitlə istilik mübadiləsi olmadan gedən proseslərə adiabatik proseslər deyilir.Adiabatik proeses üçün olduğundan termodinamikanın birinci qanunu

(10)

şəklinə düşər. Adiabatik proses zamanı işi sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi hesabına görülür. Sistem xarici qüvvələrə qarşı iş görürsə () sistemin daxili enerjisi azalır. Əks halda, yəni xarici qüvvələr sistem üzərində iş görərsə,onda sistemin daxili enerjisi artır.

İdeal qaz üçün yazmaq olar ki,

(10´)
Mendeleyev- Klapeyron tənliyindən istifadə etsək

(11) alarıq.

Bu ifadəni aşağıdakı şəkildə yazaq



buradan alarıq.

Nəzərə alsaq ki, =

Onda və ya

(12)

(12) ifadəsi adiabatik proses üçün Puasson tənliyi adlanır.



İzotermik və adiabatik prosesləri xarakterizə edən tənliklərdən , alarıq.

Bi ifadələrdən , görünür ki, adiabat əyrisinin meyl bucağının tangensi izoterm əyrisinin meyl bucağının tangensindən dəfə böyükdür.




Şəkil 1

Qeyd etmək lazımdır ki, təbiətdə sırf izotermik proses olmadığı kimi, sırf adiabatik proses də yoxdur. Çox böyük sürətlə baş verən proseslər adiabatik proseslərə, çox yavaş gedən proseslər izotermik proseslərə yaxınlaşır.Adiabatik proses zamanı görülən işi hesablayaq. Fərz edək ki, qazın ilk temperaturu , son temperaturu isə -dir. Onda termodinamikanın birinci qanunundan istifadə etsək

Nəzərə alsaq ki,

Onda adiabatik proses zamanı görüləniş

(13)

təyin olunur.



Azərbaycan Dövlət Neft Akademiyası Fizika kafedrası

Mühazirə № 10 Mühazirətçi-dosent: Akif Ağayev





Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azrefs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə