Қазақша рефераттар

Адиабаталық процесс

Термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерге қолдану

Термодинамиканың бірінші заңы жылу алмасу, ішкі энергия және жүйенің атқаратын жұмысы арасындағы байланысты сипаттайды. Изопроцестерде (параметрлердің біреуі тұрақты болатын процестерде) бұл заң өте ықшам түрде жазылады және физикалық мағынасы айқын көрінеді.

Изохоралық процесс (V = const)

Изохоралық процесте газдың көлемі өзгермейді: V = const. Көлем тұрақты болғандықтан газ жұмыс атқармайды, сондықтан газдың ішкі энергиясының өзгерісі оған берілген жылу мөлшеріне тең:

ΔU = Q

  • Газ қыздырылса: Q > 0 және ΔU > 0 — ішкі энергия артады.
  • Газ суытылса: Q < 0 және ΔU < 0 — ішкі энергия азаяды.

Изотермалық процесс (T = const)

Изотермалық процесте газдың температурасы тұрақты: T = const. Идеал газ үшін ішкі энергия температураға ғана тәуелді болғандықтан, бұл жағдайда ішкі энергия өзгермейді: ΔU = 0.

Газға берілген барлық жылу пайдалы жұмыс атқаруға жұмсалады:

Q = A′

  • Егер газ жылу алса: Q > 0, онда ол оң жұмыс атқарады: A′ > 0.
  • Егер газ қоршаған ортаға жылу берсе, онда оның атқарған жұмысы теріс болып саналады.

Изобаралық процесс (P = const)

Изобаралық процесте қысым тұрақты: P = const. Бұл кезде газға берілген жылу мөлшері екі мақсатқа жұмсалады: ішкі энергияны өзгертуге және қысым тұрақты болған жағдайда газдың атқаратын жұмысына.

Яғни берілген жылу ΔU өзгерісіне және A жұмысына бөлінеді.

Адиабаталық процесс (Q = 0)

Қоршаған ортамен жылу алмасуы болмайтын жағдайда өтетін изопроцесс адиабаталық процесс деп аталады. Бұл кезде:

Q = 0

Жылу алмасу болмайды

ΔU = A

Ішкі энергия тек жұмыс арқылы өзгереді

ΔU = A теңдігі маңызды қорытынды жасауға мүмкіндік береді:

  • Егер жүйеге оң жұмыс жасалса (мысалы, газ сығылса), ішкі энергия өседі және температура жоғарылайды.
  • Керісінше, газ ұлғайған кезде ол өзі оң жұмыс атқарады (A > 0), ішкі энергиясы азаяды да, газ суиды.

Тәжірибелік және табиғи мысалдар

Эфир буының тұтануы және дизель қозғалтқышы

Егер цилиндр түбіне эфирге батырылған мақтаны салып, поршеньді жылдам қозғалтсақ, мақтадағы эфир буы тұтанады. Бұл құбылыс газды тез сығу кезінде температураның күрт көтерілуімен түсіндіріледі және дизель қозғалтқышының жұмыс істеу принципіне негіз болады.

Дизель қозғалтқышында цилиндрге жанармай қоспасы емес, кәдімгі атмосфералық ауа сорылады. Сығылу тактысының соңында форсунка арқылы сұйық отын — солярка — шашыратылады. Сығылған ауа температурасы соншалық жоғары болғандықтан, отын өздігінен тұтанады.

Атмосферадағы ұлғаю, салқындау және бұлттардың түзілуі

Күн сәулесінің әсерінен жылыған ауа жоғары көтеріледі. Биіктік артқан сайын қысым азаяды, соның салдарынан ауа тез ұлғайып таралады. Ауаның ұлғаюы оның салқындауына әкеледі.

Нәтижесінде су булары конденсацияланып, бұлттар пайда болады.