Термодинамика негіздері
Жылу құбылыстарын зерттеудің термодинамикалық әдісі
жүктеу/скачать 0.61 Mb.
|
| Жылу құбылыстарын зерттеудің термодинамикалық әдісі
Термодинамикалық әдіс келесі ұғымдарға негізделген: термодинамикалық жүйе, термодинамикалық жүйенің күйі, термодинамикалық күй параметрлері және тепе-теңдік күйі. Термодинамикалық жүйе дегеніміз-бір-бірімен және сыртқы денелермен энергия алмасатын денелер немесе денелер жиынтығы. Егер сыртқы денелермен энергия алмасу болмаса, онда жүйе оқшауланған. Оқшауланған жүйе ұғымы-абстракция, барлық нақты жүйелерді белгілі бір дәлдік дәрежесімен оқшауланған деп санауға болады. Оқушылар күй ұғымымен механика курсынан таныс. Олар жүйенің механикалық күйі Жүйенің қасиеттерін сипаттайтын және күй параметрлері деп аталатын шамалар жиынтығымен анықталатынын біледі. Оларға механикада координат, импульс және т.б. термодинамикалық жүйенің күйі бірқатар параметрлермен (термодинамикалық) анықталады. Термодинамикалық күй параметрлері температура, көлем, қысым және т. б. Жүйенің күйін сипаттайтын параметрлер саны жүйенің қасиеттеріне және ол орналасқан жағдайларға байланысты. Жоғарыда аталған үш параметр оқшауланған "идеалды газ" жүйесін сипаттау үшін жеткілікті, бірақ егер біз, мысалы, гетерогенді газды қарастыратын болсақ, онда концентрацияны да ескеру қажет. Параметрлер Сыртқы және ішкі болуы мүмкін, Температура мен қысым, мысалы, тек жүйенің күйіне байланысты және сыртқы жағдайларға байланысты емес. Көлемі сыртқы жағдайларға байланысты. Кейбір күй параметрлері, мысалы, көлем, аддитивтік қасиетке ие, басқалары қысым мен температура сияқты емес. Жүйенің күйі өзгерген кезде оның параметрлері де өзгереді. Дегенмен, бірқатар термодинамикалық жүйелер үшін параметрлер арасында функционалдық тәуелділікті орнатуға болады. Бұл тәуелділікті білдіретін теңдеу күй теңдеуі деп аталады ("идеал газ" жүйесі үшін бұл теңдеу ). Жүйенің күйі тепе-теңдік пен тепе-теңдік болмауы мүмкін. Тепе-теңдік күйі жүйенің барлық термодинамикалық параметрлерінің уақыт бойынша өзгермейтіндігімен және сыртқы әсерлер болмаған кезде кеңістікте бірдей болуымен сипатталады. Термодинамика негізінен тепе-теңдік күйлерін зерттейді. Егер жүйе тепе-тең емес күйде болса (яғни оның параметрлері уақыт өте келе өзгереді), онда ол біртіндеп тепе-теңдік күйіне енеді және оның параметрлері жүйенің барлық бөліктерінде тураланады. Оқшауланған термодинамикалық жүйе уақыт өте келе әрқашан өздігінен шыға алмайтын тепе-теңдік күйіне келеді. Бұл тұжырым термодинамиканың маңызды тәжірибелік заңдарының бірі болып табылатын термодинамикалық тепе-теңдік Заңының мәнін құрайды. Кейде термодинамикалық тепе-теңдік заңы жүйенің температурасын өлшеуге мүмкіндік береді. Идеал газ күйінің теңдеуі мен жеке газ заңдары тек тепе-теңдік процестері үшін жарамды екенін атап өткен жөн. Олар тепе-тең емес процестерге қолданылмайды, өйткені бұл жағдайда күй параметрлері жүйенің әртүрлі бөліктері үшін әр түрлі болады. Бір тепе-теңдік күйден екіншісіне жүйе сыртқы әсердің әсеріне ауыса алады. Термодинамикадағы мұндай ауысу процесс деп аталады. Егер процесс кезінде жүйе тепе-теңдік күйінде қалса, онда процесс тепе-теңдік деп аталады. Тепе-теңдік процесі релаксация уақыты (жүйенің тепе-теңдік күйінен тепе-теңдік күйіне ауысу уақыты) процестің орындалу уақытынан аз болған кезде жүзеге асырылады. Бұл жағдайда жүйе уақыттың әр сәтінде белгілі бір дәлдік дәрежесімен тепе-теңдік немесе статикалық болып саналады. Шындығында, статикалық ауытқулар болғандықтан (әйтпесе процесті жүзеге асыру мүмкін емес), жүйенің күйі квазистатикалық, ал процесс квазистатикалық процесс деп аталады. Графикте тек тепе-теңдік (квазистатикалық) күйді немесе тепе-теңдік (квазистатикалық) процесті бейнелеуге болатындығын есте ұстаған жөн. жүктеу/скачать 0.61 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|