Мазмұны Кіріспе. Халықаралық бірліктер жүйесі Бөлім Молекула кинетикалық теория және термодинамика негіздері

13 
берілетіні, яғни тек бір бағытта өтетіні белгілі. Дәл осылай иіс судың иісі бөлмеге таралып кеткен соң кайтадан 
қасына жиналмайды. 
Жоғарыда құлаған тастың потенциалдық энергиясы кинетикалық энергияға айналады да, жерге құлаған соң ол 
энергия тастың және қоршаған денелердің ішкі энергиясына айналады. Тасты қоршаран өз энергиясын таска 
беріп, нәтижесінде тастың жоғары көтерілуінің мумкіндігін термодинамиканың бірінші заңы шектемейді. Бірақ 
мұндай жағдайды біз байқаған емеспіз. Демек, біз процестердің ұтымсыз екеніне көз жеткіздік. 
Табиғаттағы барлық процестер кайтымсыз. Табиғи процестердің ұтымсыздығын, ягни олардың 
өту бағытын көрсететін заң термодинамиканың екінші заңы болып табылады. Бұл заң 
тәжірибелік деректер негізінде жасалған жалпылама заң. Термодинамиканың екінші занының бірнеше 
тұжырымдамасы бар. 
Клаузиус тұжырымдамасы: жылу өздігінен ыстық денеден суық денеге беріледі. 
Кельвин тұжырымдамасы: салқын жүйеден жылу алып, оны алысқа айналдыратын машина жасау 
мумкін емес. Кельвиннің айтуы бойынша, жекелеген жүйені сол жүйенің температурасынан төмен 
температурада суыту арқылы үздіксіз жұмыс істеу мүмкін емес. 
Карноның қорытындысын жалпылай келіп, Кельвин мынадай тұжырымдама жасады: бір ғана жылу көзінен 
алынған жылу мөлшерінің жылу периодты жұмыс істейтін жылу машинасын жасау мүмкін, яғни 
екінші ретті мәңгі қозғалтқыш болуы мүмкін емес. Екінші ретті мәңгі қозғалтқыш дегенміз — бір 
ғана резервуардан барлық жылуды толығымен жұмысқа айналдыратын машина. Оны жасау мүмкін 
емес. 
Жылу қозғалтқыштарының ПӘК-ін төмендегі формулалармен анықтайтынын білеміз:
а) 
1
2
1
Q
Q
Q



накты жылу машиналары үшін;
ә) 
1
2
1
0
T
T
T



идеал жылу машиналары үшін 
0



екені белгілі. Кері процестер кезінде ғана ПӘК бірдей 
болады. Кері процестер табиғатта кездеспейді.
Осыны ескерсек,
1
2
1
Q
Q
Q

1
2
1
T
T
T


немесе 
1
2
Q
Q
1
2
T
T

Бұл термодинамиканың екінші заңының математикалық өрнегі.
Енді реалды жылу машинасының ПӘК-нің формуласы кайтымды процестер үшін мына түрге келеді: 
1
2
1
Q
Q
Q



1
2
1
T
T
T


немесе 
1
2
Q
Q
1
2
T
T

( 1)
Қайтымды процестер табиғатта кездеспейді. 
Жұмыс жасалмайтын термодинамикалық процесті қарастырайық. Осы жағдайда 
0

An
және
0


немесе 0
1
2
1
T
T
T


. Бұл Т
1
– Т
2
>> 0, яғни T
1
> Т
2
жағдайында мүмкін болады. Осылайша біз Клаузиус тұжырымдамасын 
алдық: жылу берілу ыстық денеден салқын дене бағытында жүреді. Қорытынды: 
Термодинамиканың бірінші заңына сәйкес, сырттан энергия алмай жұмыс істейтін қозғалтқыш жасау мүмкін 
емес. 
Термодинамиканың екінші заңына (1) сәйкес, денеге берілген жылу мөлшерін толығымен жұмысқа 
айналдыру мүмкін емес. 
Термодинамиканың бірінші заңының абсолют екенін, яғни барлық жерде қолдануға болатынын, ал 
термодинамиканың екінші заңы абсолют емес және статистикалық сипатқа ие болатынын айта
кету керек. 
Iс-әрекетi жұмыс атқарушы дененiң механикалық энергиясын iшкi энергияға түрлендiруге 
негiзделген двигательдер жылу двигателдерi деп аталады (1,2,3- суреттер).
Кез-келген дененiң (қыздырғыштың) iшкi энергиясын, қыздырғыштың жылуын басқа температурасы 
төменiрек денеге(тоңазтқышқа) бергенде ғана, яғни тек жылу алмасу процесi кезiнде ғана, iшiнара 
механикалық энергияға айналдыруға болады.

14 
Ең алғаш рет бұл мәселенi, идеалды жылу машинасын ойлап 
тапқан француз ғалымы С.Карно зерттедi. Ондай машинаны 
құрастыру үшiн жоғарғы температурадағы қыздырғыш, мейлiнше 
төмен температурадағы тоңазтқыш және жұмыс атқарушы дене 
болуы керек (2 - сурет). Барлық жылу машиналарындағы жұмыс 
атқаратын дене, өзi ұлғайған кезде жұмыс жасайтын, газ болып 
табылады. Тоңазтқыш ретiнде атмосфера, не болмаса конденсатор 
деп аталатын салқындатуға арналған арнайы қондырғылар 
алынады.

жүктеу/скачать 3.62 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: