Bu məqalədə termodinamik prosesləri nəzərdən keçirəcəyik. Gəlin onların sortları və keyfiyyət xüsusiyyətləri ilə tanış olaq, həmçinin ilkin və son nöqtələrdə eyni parametrlərə malik olan dairəvi proseslərin fenomenini öyrənək.
Giriş
Termodinamik proseslər bütün sistemin termodinamikasında makroskopik dəyişiklik baş verən hadisələrdir. İlkin və son vəziyyət arasında fərqin olması elementar proses adlanır, lakin bu fərqin sonsuz kiçik olması zəruridir. Bu hadisənin baş verdiyi məkan sahəsi işçi orqan adlanır.
Sabitliyin növünə əsasən, tarazlıq və qeyri-tarazlıq arasında fərq ayırmaq olar. Tarazlıq mexanizmi sistemin axdığı bütün növ vəziyyətlərin tarazlıq vəziyyəti ilə əlaqəli olduğu bir prosesdir. Belə proseslərin həyata keçirilməsi dəyişiklik kifayət qədər ləng getdikdə və ya başqa sözlə, fenomen kvazistatik xarakter daşıdıqda baş verir.
Fenomenləristilik tipi geri dönən və geri dönməyən termodinamik proseslərə bölünə bilər. Geri dönən mexanizmlər eyni aralıq vəziyyətdən istifadə edərək prosesi əks istiqamətdə həyata keçirmək imkanının həyata keçirildiyi mexanizmlərdir.
Adiabatik istilik ötürülməsi
İstilik ötürülməsinin adiabatik yolu makrokosmos miqyasında baş verən termodinamik prosesdir. Başqa bir xüsusiyyət ətrafdakı boşluqla istilik mübadiləsinin olmamasıdır.
Bu proseslə bağlı genişmiqyaslı tədqiqatlar XVIII əsrin əvvəllərinə təsadüf edir.
Proseslərin adiabatik növləri politropik formanın xüsusi halıdır. Bu, bu formada qazın istilik tutumunun sıfır olması ilə əlaqədardır, yəni sabit bir dəyərdir. Belə bir prosesi tərsinə çevirmək yalnız zamanın bütün anlarının tarazlıq nöqtəsi olduqda mümkündür. Bu halda entropiya indeksindəki dəyişikliklər müşahidə edilmir və ya çox yavaş gedir. Adiabatik prosesləri yalnız geri dönən proseslərdə tanıyan bir sıra müəlliflər var.
Adiabatik hadisə şəklində ideal tipli qazın termodinamik prosesi Puasson tənliyini təsvir edir.
İzokorik sistem
İzoxorik mexanizm sabit həcmə əsaslanan termodinamik prosesdir. Sabit həcmli bir qabda kifayət qədər qızdırılan qazlarda və ya mayelərdə müşahidə edilə bilər.
İdeal qazın izoxorik formada termodinamik prosesi molekullara imkan verirtemperatura nisbətdə nisbətləri qoruyun. Bu Çarlz qanunu ilə bağlıdır. Həqiqi qazlar üçün bu elm dogması tətbiq edilmir.
İzobar sistemi
İzobar sistem xaricdə sabit təzyiqin mövcudluğunda baş verən termodinamik proses kimi təqdim olunur. I.p. axını sistem daxilində təzyiqin sabit hesab edilməsinə və xarici təzyiqə uyğun olmasına imkan verən kifayət qədər yavaş tempdə geri dönən hesab edilə bilər. Həmçinin, bu cür hadisələrə yuxarıda qeyd olunan prosesdəki dəyişikliyin aşağı sürətlə getdiyi hallar daxildir və bu, təzyiq sabitini nəzərə almağa imkan verir.
I.p. yerinə yetirin. istiliyə verilən (və ya çıxarılan) sistemdə mümkündür dQ. Bunun üçün Pdv işini genişləndirmək və daxili enerji növünü dəyişdirmək lazımdır dU, T.
e.dQ,=Pdv+dU=TdS
Entropiya səviyyəsində dəyişikliklər – dS, T – temperaturun mütləq dəyəri.
İzobar sistemdə ideal qazların termodinamik prosesləri həcmin temperaturla mütənasibliyini müəyyən edir. Həqiqi qazlar orta enerji növündə dəyişiklik etmək üçün müəyyən miqdarda istilik sərf edəcəklər. Belə bir hadisənin işi xarici təzyiq və həcm dəyişikliklərinin məhsuluna bərabərdir.
İzotermik fenomen
Əsas termodinamik proseslərdən biri onun izotermik formasıdır. Sabit temperaturda fiziki sistemlərdə baş verir.
Bu fenomeni həyata keçirmək üçünsistem, bir qayda olaraq, böyük bir istilik keçiriciliyi olan bir termostata köçürülür. Qarşılıqlı istilik mübadiləsi prosesin özünün sürətini ötmək üçün kifayət qədər sürətlə davam edir. Sistemin temperatur səviyyəsi termostatın oxunuşlarından demək olar ki, fərqlənmir.
Termometrlərdən istifadə edərək temperaturun sabitliyinə nəzarət edən istilik qurğuları və (və ya) mənbələrdən istifadə edərək izotermik təbiətli prosesi həyata keçirmək də mümkündür. Bu fenomenin ən ümumi nümunələrindən biri mayelərin sabit təzyiq altında qaynamasıdır.
İzentropik fenomen
İstilik proseslərin izentropik forması daimi entropiya şəraitində gedir. Termal xarakterli mexanizmlər geri dönən proseslər üçün Klauzius tənliyindən istifadə etməklə əldə edilə bilər.
Yalnız geri dönən adiabatik prosesləri izentropik adlandırmaq olar. Klauzius bərabərsizliyi bildirir ki, istilik hadisələrinin dönməz növləri bura daxil edilə bilməz. Bununla belə, entropiyanın sabitliyi geri dönməz istilik hadisəsində də müşahidə edilə bilər, əgər entropiya üzərində termodinamik prosesdə iş dərhal aradan qaldırılacaq şəkildə aparılırsa. Termodinamik diaqramlara baxsaq, izentropik prosesləri təmsil edən xətləri adiabatlar və ya izentroplar adlandırmaq olar. Daha tez-tez onlar geri dönməz bir təbiət prosesini xarakterizə edən diaqramdakı xətləri düzgün təsvir edə bilməməkdən qaynaqlanan ilk ada müraciət edirlər. İzentropik proseslərin izahı və sonrakı istismarı böyük əhəmiyyət kəsb edir.dəyər, çünki o, tez-tez məqsədlərə, praktiki və nəzəri biliklərə nail olmaqda istifadə olunur.
İzentalpi proses növü
İzentalpiya prosesi sabit entalpiyanın mövcudluğunda müşahidə olunan istilik hadisəsidir. Onun göstəricisinin hesablanması düstur sayəsində aparılır: dH=dU + d(pV).
Entalpiya sistemin özünün tərs vəziyyətinə qayıtdıqda dəyişikliklərin müşahidə olunmadığı və müvafiq olaraq sıfıra bərabər olduğu sistemi xarakterizə etmək üçün istifadə edilə bilən parametrdir.
İstilik ötürülməsinin izentalpiya fenomeni, məsələn, qazların termodinamik prosesində özünü göstərə bilər. Molekullar, məsələn, etan və ya butan, məsaməli bir quruluşa malik bir arakəsmə vasitəsilə "sıxıldıqda" və qaz və ətrafdakı istilik arasında istilik mübadiləsi müşahidə edilmir. Bunu ultra aşağı temperaturların alınması prosesində istifadə edilən Coul-Tomson effektində müşahidə etmək olar. İzentalpiya prosesləri ona görə dəyərlidir ki, onlar enerji sərf etmədən ətraf mühitin temperaturunu aşağı salmağa imkan verir.
Politropik forma
Politropik prosesin xüsusiyyəti onun sistemin fiziki parametrlərini dəyişmək, lakin istilik tutumu indeksini (C) sabit saxlamaq qabiliyyətidir. Termodinamik prosesləri bu formada göstərən diaqramlara politropik deyilir. Geri dönmə qabiliyyətinin ən sadə nümunələrindən biri ideal qazlarda əks olunur və tənlikdən istifadə etməklə müəyyən edilir: pV =const. P - təzyiq göstəriciləri, V - qazın həcm dəyəri.
Proses zəngi
Termodinamik sistemlər və proseslər dairəvi formaya malik dövrlər yarada bilər. Bədənin vəziyyətini qiymətləndirən ilkin və son parametrlərdə həmişə eyni göstəricilərə malikdirlər. Belə keyfiyyət xüsusiyyətlərinə monitorinq təzyiqi, entropiya, temperatur və həcm daxildir.
Termodinamik dövr özünü istiliyi mexaniki işə çevirən real istilik mexanizmlərində baş verən prosesin modelinin ifadəsində tapır.
İş orqanı hər bir belə maşının komponentlərinin bir hissəsidir.
Ters çevrilə bilən termodinamik proses həm irəli, həm də geriyə doğru yolları olan dövr kimi təqdim olunur. Onun mövqeyi qapalı sistemdədir. Sistem entropiyasının ümumi əmsalı hər dövrün təkrarlanması ilə dəyişmir. İstilik ötürülməsinin yalnız isitmə və ya soyuducu aparat ilə işləyən maye arasında baş verdiyi mexanizm üçün tərs çevrilmə yalnız Carnot dövrü ilə mümkündür.
Bir sıra digər tsiklik hadisələr də var ki, onları yalnız əlavə istilik anbarının daxil olmasına nail olduqda geri qaytarmaq olar. Belə mənbələrə regeneratorlar deyilir.
Regenerasiyanın baş verdiyi termodinamik proseslərin təhlili göstərir ki, onların hamısı Reutlinger dövrəsində ümumidir. Bir sıra hesablamalar və təcrübələrlə sübut edilmişdir ki, geri dönən dövrə ən yüksək səmərəliliyə malikdir.
