|
ISSIQLIK MASHINASINING FOYDALI ISH KOEFFITSIENTI
|
| bet | 3/4 | | 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 texnologiyalaISSIQLIK MASHINASINING FOYDALI ISH KOEFFITSIENTI
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: .
4. ENTROPIYA
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.
Klauzius bunga asoslanib, termodinamikaning I va II qonunla-rini tubandagicha ta‘rifladi:
I qonun: «Olamning energiyasi o’zgarmasdir».
II qonun: «Olamning entropiyasi doimo ortishga intiladi».
Klauzius II qonunni ta‘riflashda masalaning faqat bir tomonini nazarda tutdi. Uolamni izolyatsiya qilingan sistema deb qara-di. Uning fikricha, olamning entropiyasi ortib borib, juda uzoq vaqt o’tgandan keyin, olamdagi barcha jismlarning temperaturasi baravarlashib qoladi; u vaqtda, barcha jismlarning temperaturasi bir-biriga teng bo’lganligy uchun olamda issiqlikning ishga ayla-nish protsessi sodir bo’la olmaydi va olam «issiqlik halokatiga» uchraydi; shundan keyin, tabiatda barcha hayot go’yo to’xtab qolishi kerak.
Klauziusning fikri tamomila idealistik fikr bo’lib, marks-cha-lenincha dunyoqarashga butunlay ziddir. Agar Klauziusning «is-•siklik halokati» bo’ladi, degan fikri to’g’ri bo’lsa, olamning «oxi-ri» va, demak, uning «boshi» bor — materiya bir vaqtlar yaratilgan, «so’ngra u yo’qolib ketishi kerak, degan fikrlar ham bo’lishi lozim. Ammo bizga ma‘lumki, materiya abadiy mavjud; u hech qachon yaratil-gan emas va hech qachon tamom bo’lmaydi. Qlauziusning «issiklik halokati» bo’ladi degan xulosasini juda ko’p olimlar ilmiy ji-xatdan rad etdilar. F. Engels o’zining «Tabiat dialektikasi» degan asarida Klauziusning idealistik kontseptsiyasi noto’g’ri zkan-ligini filosofik nuqtai nazardan isbotladi.
Bu yerda shu holni nazarda tutish kerakki, «issiqlik halokati» bo’lishi kerak, degan fikr termodinamikaning ikkinchi qonunini noto’g’ri tatbiq etishdan kelib chiqadi. Termodinamikaning ikkin-chi konuniga ko’ra, qaytmas protsesslarda entropiyaning ortish prin-tsipi faqat izolyatsiyalangan sistemalarga oid bo’lib, izolyatsiyalan-magan sistemalar uchun tatbiq etilmaydi. Klauzius esa olamni izolyatsiyalangan sistema deb qaradi, lekin olam izolyatsiyalangan sistema emas, u cheksiz va bepoyondir. Shuning uchun olamda entro-piya kamayadigan protsesslar bo’lishi mumkin.
Klauzius fikrining xato ekanligi yana shundaki, termodinamikaning ikkinchi qonuni, birinchi qonuniga qarama-qarshi o’laroq, statistik harakterga ega bo’lib, ayni protsessning sodir bo’lish yoki sodir bo’lmaslik ehtimoliny ko’rsatadi.
Hozirgi zamon statistik termodinamikaning ma‘lumotlariga ko’ra, entropiyaning ortishi protsesslarning ehtimoli eng ko’p bo’lgan yo’llarini ko’rsatadi. Demak, entropiya ortib boradigan hodisalarga qarama-qarshi hodisalar sodir bo’lishi ham extimoldan xoli emas. Masalan, muvozanatdagi gazda ayrim zarrachalarning Broun harakati entropiya kamayadigan protsesslar uchun misol bo’ladi.
Modda holatining sodir bo’lish extimoli bilan uning entropiya-si orasidagi bog’lanishni dastlab nemis olimi Boltsman o’zining issiqlik fluktuatsiyasi nazariyasida bayon etgan edi. Uning ko’rsati-shicha, entropiya modda holati ehtimolligining logarifmiga proportsional funktsiyadir:
S= k ln w
bu yerda: S — entropiya; k — Boltsman konstantasi; w — holatning termodinamik ehtimolligi. Bu miqdor katta butun sonlar bilan ifodalanib, ayni holat mavjud bo’ladigan ijobiy hollarni ko’rsatadi.
|
| |
