|
Issiqlik mashinasining foydali ish koeffitsiyenti.Entropiya
|
| bet | 3/5 | | Sana | 22.02.2024 | | Hajmi | 52,58 Kb. | | #160457 |
Bog'liq To\'xtanazarova Zarifaxon2.1 Issiqlik mashinasining foydali ish koeffitsiyenti.Entropiya.
Issiqlikni ishga aylantiruvchi, ishqalanishsiz va qaytar protsess bilan ishlaydigan mashina uchun, albatta, ham isitgich, ham sovitgich bo’lishi kerak. Agar mashinaning isitgichdan oladigan issiqligini Q1 sovitgichga beradigan issiqligini Q2 desak, u vaqtidagi Q1—Q2 ishga aylanishi mumkin bo’lgan issiqlikni ko’rsatadi. Bu ayirma mashinaning foydali ishi (A) ni tashkil qiladi. Mashina-ning foydali ish koeffitsienti, yuqorida ko’rib o’tilganidek, quyidagicha bo’ladi:
1824-yilda S. Karno qaytar protsess (Karno tsikli) bilan ish-laydigan issiqlik mashinasining foydali ish koeffitsienti mashinada ishlatilayotgan modda xiliga bog’liq bo’lmay, faqat qizdirgich bilan sovitgichning absolyut temperaturalari Т1 va Т2 ga bog’liq ekanligini isbotladi.
Isitgich va sovitgich temperaturalari orasidagi ayirma qancha katta bo’lsa, mashinaning foydali ish koeffitsienti ham shuncha katta bo’lishi yuqoridagi formuladan ko’rinib turibdi. Agar Т2=0 bo’lsa, η=1 bo’ladi. Biroq T2 nol bo’lmaydi, chunki absolyut nolga erishish mumkin emas; shuning uchun, har kanday mashinada ham η hamma vaqt 1 dan kichiq. Demak, hatto mutlaqo ishqalanmay ishlaydigan Chadeal mashinada ham issiqlikni mexanikaviy ishga batamom aylantirish mumkin emas. Shuni ham aytib o’tish kerakki, mashinadan sovitgichga beriladigan issiqlik ishga aylanish nuqtai nazaridan tamomila foydasizdir. Bu energiya go’yo yo’qolgan, tarqalib ketgan, ishga aylana olmaydigan, bog’lanib qolgan energiyadir.
tenglamadan:
kelib chiqadi. Bu tenglamada:
sovitgichga o’tgan foydasiz.issiqlik. Agar Т1 va T2 bir-biriga yaqin bo’lsa, foydali issiqlik (Q1 — Q2) juda kam bo’ladi. Foydali ish (Q1 — Q2 = А) quyidagi formula bilan ifodalanadi: .
Issiqlik mashinalarida issiqlikning ancha qismi bekorga sarflanadi. Boshqa turdagi energiyalardan foydalanilganda ham energiyaning ma‘lum qismi issiqlikka aylanib, bir qismi bekorga isrof bo’ladi. Masalan, elektromagnit, transformator va boshqa mashinalar ishlayotganda elektr energiyasining bir qismi issiqlikka aylanadi. Shuningdek, elektr lampasida elektr energiyasining faqat ozgina qismi yorug’likka, qolgan kismi esa issiqlikka aylanadi. Issiqlikka aylangan energiya atrofdagi muhitga tarqalib ketadi va undan foydali ish olib bo’lmaydi; demak, energiyaning miqdori o’zgarmasa ham, ammo uning sifada o’zgaradi. Demak, ener-giya o’z qiymatini yo’kotadi. Tabiiy hodisalarda energiyaning shu kabi tarqalishi energiyaning «degradatsiyasi» deyiladi. Qiymatini yo’qotgan bunday energiya mikdorini harakterlash uchun termodinamikaga «entropiya» degan tushuncha kiritilgan. Izotermik protsessda jismga yutilgan issiqliklar yigindisining okism absolyut tempe-raturasiga nisbati shu jismning entropiyasi deb ataladi:
Agar sistema A holatdan V holatga o’tsa, entropiyaning o’zgarishi:
yoki
bo’ladi, chunki dQ = nCpdT.
Agar protsess o’zgarmas temperaturada olib borilsa, bunday izotermik protsessda modda entropiyasining o’zgarishi shu prstsess issiqlik effektining modda absolyut temperaturasiga bo’lgan nisbatiga teng:
bu yerda: ΔS — izotermik protsessda modda entropiyasining o’zgarishi; Q —o’sha protsessning issiqlik effekti; T—moddaning absolyut temperaturasi.
Entropiya jismda qancha foydasiz energiya borligini ko’rsatadigan kattalik bo’lib, jismning holatiga bog’liq funktsiyadir. Jismning holati o’zgarganda uning entropiyasi ham o’zgaradi. Lekin ideal qaytar protsessda (Karno protsessida) ishtirok etgan moddaning entropiyasi o’zgarmay qoladi, chunki bu protsessda moddaning isitgichdan olgan issiqligining isitgich absolyut temperaturasiga bo’lgan nisbati o’sha moddaning sovitgichga bergan issiqligining sovitgich absolyut temperaturasiga bo’lgan nisbatiga tengdir:
Demak, qaytar protsessda modda entropiyasining o’zgarishi D5=0 bo’ladi. Qaytmas protsesslarda moddaning entropiyasi ortadi, ya‘ni ΔS > 0
Tabiatdagi ko’pchilik protsesslar qaytmas protsesslar bo’lgani . uchun, ularda ishtirok etgan moddalarning entropiyasi (agar tabiat izolyatsiya qilingan sistema deb qaralsa) borgan sari ortishi kerak.
|
| |
