|
PROTSESSLARNING QAYTARLIGI VA ASOSIY TERMODINAMIK TSIKL
|
| bet | 2/4 | | Sana | 31.01.2024 | | Hajmi | 71,35 Kb. | | #149269 |
Bog'liq O`zbekiston respuplikasi axborot texnologhiyalari va kommunikats Русские глаголы, Axborot texnologiyalari kafedrasi ta’limda axborot texnologiyala2. PROTSESSLARNING QAYTARLIGI VA ASOSIY TERMODINAMIK TSIKL
Termodinamikaning ikkinchi qonuniga matematik ta‘rif berish uchun avval qaytar protsess va termodinamik tsikl tushunchalari bilan tanishamiz.
1. Agar ayni protsess bosib o’tayotgan ketma-ket oraliq holatlarning har biri muvozanat holatdan iborat bo’lsa (yoki bu holatga cheksiz yaqin bo’lsa), bunday protsess tsaytar protsess deb ataladi. Protsess teskari yo’nalganda, ya‘ni orqaga qaytganida, avval bosib o’tgan barcha holatlarning aynan o’zini bosib o’tadi. Buni ideal gazning izotermik kengayish va siqilish protsessi misolida ko’rib chiqamiz. Gazning bosimi Р1 dan Р2 gacha kamaytirilganda uning hajmi – V1 дан V2 gacha kengayadi deb faraz qilaylik. Gaz porshenli tsilindrga joylangan bo’lib, porshenda yuk.bor deylik. Bu yukni ketma-ket olish bilan gazni kengaytirib brramiz.
Har safar yukning bir qismini olganimizda bosim kamayib, gaz ma‘lum tezlikbilan kengayadi va yangi muvozanat hajmni egallaydi. Endi yukni por-shenga qo’yib borish bilan gaz siqiladi. Porshenga har safar oz-ozdan yuk qo’yib, gazni dastlabki holatga qaytarganimizda, u kengayayotganda bosib o’tgan barcha ketma-ket oraliq holatlarni bosib o’tmaydi. Gazning kengayish protsessida bosib o’tgan barcha oraliq holatlarni siqilish protsessida qaytadan bosib o’tishi uchun por-shendagi yuk ketma-ket cheksiz kichik qismlarda olib boriladi va so’ngra ketma-ket cheksiz kichiq yuk qo’yib boriladi. Bunday holda protsess cheksiz kichiq tezlik bilan sodir bo’ladi. Shu sababli bosim cheksiz kichiq o’zgarganida hajm ham cheksiz kichiq o’zgaradi; bosim cheksiz kichik miqdor ortganida hajm cheksiz kichiq miqdor kamaya-di, bosim cheksiz kichik miqdor kamayganida hajm cheksiz kichiq miq-dor ortadi, boshqacha aytganda, gazning o’zgarayotgan oraliq hajmi o’zgarayotgan bosim bilan muvozanatda bo’ladi. Buning natijasida protsess qaytar tarzda sodir bo’ladi. Gaz kaytmas tarzda kengayganida uning bajaradigan ishi bosqichli grafik ostidagi yuzaning kattaligi bilan o’lchanadi; gaz qaytar tarzda kengayganida bajaradigan ishi Av chizig’i ostidagi yuzaning kattaligiga teng. Gaz siqilganida, aksincha, qaytmas protsess uchun sarflangan ish qaytar protsess uchun sarflangan ishdan ortiq bo’ladi.
2. Sistema o’zining dastlabki holatiga qaytib keladigan har qanday aylanma protsess tsikl deb ataladi. Agar sistema bir necha ketma-ket qaytar protsesslarni bosib o’tib, o’zining dastlabki xolatiga qaytsa, bunday tsikl qaytar tsikl deb yuritiladi. To’rtta ketma-ket qaytar protsessni, ya‘ni: a)ideal gazning izotermik kengayishi, b)ideal gazning adiabatik kengayishi, v)gazning izotermik siqilishi va g)uning adiabatik siqilishidan iborat qaytar tsiklni ko’rib chiqamiz.
1 protsess. Isitgich bilan kontaktda bo’lgan 1 mol ideal
gazni isitgich temperaturasi Т1 da v1 dan v2 ga qadar AV izoterma bo’ylab qaytar tarzda kengaytiraylik. Bu vaqtda ideal gaz bajargan ish uning isitgichdan olgan issiqligi Ql ga teng bo’lib, quyidagi formula bilan ifodalanadi:
2 protsess. Endi o’sha gazni v2 dan v3 gacha qaytar tarzda adiabatik (ya‘ni unga issiq .bermasdan yoki undan issiq olmasdan) kengaytiramiz. Bu vaqtda gaz T1 dan Т2 gacha soviydi, chunki u adiabatik kengayganida faqat o’zining ichki energiyasi hisobyga ish bajaradi. Adiabatik kengayish vaqtida gaz bajargan ish quyidagi formula bilan ifodalanadi:
Bu formulani yozishda gazning issiklik sig’imi adiabatik protsess davomida (temperaturalar ayirmasi katta bo’lmagani uchun) o’zgarmay qoladi deb qabul qilingan. Bu protsess vaqtida tempera-tura bilan hajm orasidagi bog’lanish quyidagicha yoziladi:
3 protsess. Bundan keyin gazni sovitgich temperaturasi Т2 da qaytar tarzda v3 dan v4 gacha izotermik siqamiz. Bu protsess vaqtida gazning ichki energiyasi o’zgarmaydi; bunda sistema ustidan bajarilgan ishning hammasi sovitgich tomonidan qabul qilinadigan issiqlik Q2 ga aylanadi. Demak:
4 protsess. Tsiklning oxirida gaz v4 dan o’zining dastlabki xajmi v1 gacha kaytar tarzda adiabatik siqiladi. Bu vaqtda gazni siqish uchun sarflangan ish hisobiga uning temperaturasi T2 dan Т1 gacha ko’tariladi. Shuning uchun:
bo’ladi. Bu adiabatik protsess vaqtida gazning hajmi bilan uning bosimi orasida quyidagi borlanish bo’ladi:
Ko’rib o’tilgan tsikl qaytar tsikl bo’lganligi uchun bunda bajarilgan ish maksimal qiymatga ega. Tsiklning umumiy maksimal ishi A to’rtala qaytar bosqichda bajarilgan ishning algebraik yig’indisiga teng. Bu ish isitgichdan sovitgichga o’tgan issiqlikning bir qismi, ya‘ni Ql — Q2 hisobiga bajariladi. Bu protsesslarda bajarilgan ishlarnyng algebraik yig’indisini olishda А2 va А4 o’zaro teng bo’lgani uchun qisqarib ketadi. Demak:
Grafikda maksimal ishning qiymati AB v2 v1 va CD v4 v3 yuzalarning ayirmasiga teng bo’lib, ABCD yuzasi bilan ifodalanadi.
II va IV adiabatik protsesslarda temperatura bilan hajm orasidagi:
bog’lanishdan
nisbat kelib chiqadi.
SHuning uchun tsiklning maksimal ishi A quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
Isitgichdan berilgan issiqlikning ishga aylangan qismi qaytar tsiklning foydali ish koeffitsienti deb yuritiladi va η harfi bilan belgilanadi. η ni topish uchun maksimal ish A ni Ql ga bo’lish kerak:
Qaytar tsikl bilan ishlaydigan issiqlik mashinasining foy-dali ish koeffitsienti maksimal qiymatga ega, chunki gaz qaytar tarzda kengayganda maksimal ish bajaradi, gazni siqish uchun esa minimal miqdorda ish sarf qilinadi. Shuning uchun tsaytar tsikl amalga oshirilganda hosil bo’ladigan foydali ish maksimal qiymatga ega bo’ladi.
|
| |
