Termodinamikanın I-ci qanunu - Mühazirəçi: f r. e n., dosent Q. Ü. Ağayev Ədəbiyyat: Ağayev Q.Ü., Cəfərov M. B....

Termodinamikanın I-ci qanunu
Daxili enerjini iki proses nəticəsində dəyişmək olar:1. cisim üzərində (A) iş görməklə və 2. cismə (Q) istilik miqdarını verməklə.
Enerjinin saxlanması qanununa termodinamikada,termodinamikanın I- ci qanunu deyirlər:
sistemə verilən istilik miqdarı (dQ)sistemin daxili enerjisinin artması (dU) və sistemin xarici qüvvələrə qarşı (cisimlər üzərində) gördüyü işə (dA) sərf olunur;
I-ci növ perpetum- mobile (daimi mühərrik) yaratmaq qeyri mümkündür;
1a) enerji heçdən əmələ gələ bilməz;
2a) xaricdən enerji almadan və heç enerji sərf etmədən iş görə bilən maşın qurmaq olmaz.;
Biz nəinki enerjidə qazana bilmirik, hətta hər hansı bir mənbəədən aldığımız istiliyi tamamilə işə çevirə bilmirik.. Həmişə bu istilik miqdarının bir hissəsi itmiş olur.
Termodinamikanın I-ci qanununun riyazi ifadəsi belədir: dQ=dU+dA.
İdeal qazın daxili enerjisi və istilik tutumu
Hər- hansı cismin istilik tutumu onun temperaturunu 1K qaldirmaq üçün lazım olan istilik miqdarına qiymətcə bərabər olan fiziki kəmiyyətə deyilir. Əgər cismə verilən dQ istilik miqdarı onun temperaturunu dT qədər qaldırarsa, onda istilik tutumu:
(1).
Vahid kütlənin istilik tutumuna xüsusi istilik miqdarı deyilir.
Qazlar üçün molyar istilik tutumu C xüsusi istilik tutumu ilə əlaqəsi: kimidir . Burada - verilmiş qazın molyar kütləsidir.
Qazların istilik tutumu qızdırmanın sabit həcm və ya sabit təzyiqdə baş verməsindən asılıdır.
V= const olduqda A=0 olur və termodinamikanın I-ci qanunununa əsasən 1 mol qaz üçün: olur.
Deməli (1)-ə əsasən (2).
Təcrübələr göstərir ki, ideal qazlarda CV T-dən praktiki olaraq asılı deyil.
Bu ifadəni inteqrallasaq 1 mol ideal qazın daxili enerjisini alarıq:
(3)
Istənilən kütləli qaz üçün : (4)
2. P= const olduqda termodinamikanın I-ci qanunununa əsasən 1 mol qaz üçün: olur.
Bu ifadəni dT-yə bölüb olduğunu nəzərə alaq:
(5)
Qazın xassələrinə şərt qoymadığımızdan, (5) ifadəsi istənilən qaz üçün ödənir.
Ideal qaz üçün PVμ=RT və ya .
Bu ifadəni, P= const olmasını nəzərə almaqla, zamana görə differensiallayaq
(6)
(6)→ (5): CP= CV + R (7).
nisbəti hər bir qaz üçün xarakterik olan kəmiyyətdir.
Buradan (8)
Bu lfadəni (3)- də nəzərə alaq: (9)
- istənilən kütəli qaz üçün :
;
(10)
Adiabatik proses
Adiabatik elə proseslərə deyilir ki, onun gedişində ətraf mühitlə (cisimlərlə) istilik mübadiləsi baş vermir.
Aşağdakı 3 halda adiabatik proses əldə etmək olar:
istilikkeçirməsi sıfra bərabər olan adiabatik təbəqə köməyi ilə. Belə təbəqə kimi Düar qabını (termos) götürmək olar. Düar qabında qazın sıxılması və ya seyrədilməsi adiabatik hesab edilə bilər.
Və ya asbestlə izolə edilmiş buxar maşıninin silindrindəki proseslərə adiabatik kimi baxmaq olar.
çox tez gedən proseslərə də adiabatik kimi baxmaq olar. Bu zaman proses getdiyi çox kiçik zaman ərzində əhatə mühitlə istilik mübadiləsi praktiki olaraq baş vermir. Məsələn: nasosla təkəri doldurduqda nasos qızır, amma sürtünmə nəticəsində deyil (o çox kiçikdir ) havanın adiabatik sıxılma nəticəsində.
çox böyük həcimlərdə (məs: atmosferdə) gedən proseslər də adiabatik hesab edilə bilər. Çünki qazın təzyiqi və ya həcminin dəyişməsi zamanı baş verən istilik mübadiləsi, qazın həcmi böyük olduğundan, onun halına cuzi təsir göstərir.
Adiabatik proses üçün termodinamikanın I- ci qanunu belə şəkildə yazılır: dQ= dU+ dA= 0
CVdT+ PdV = 0
(-) işarə onu göstərir ki:
1. adibatik genişlənmədə sistemin daxili enerjisi azalır, yəni sistem işi öz daxili enerjisi hesabına görür.
2. adiabatik sıxılmadan xarici qüvvələrin gördüyü işin hesabına sistemin daxili enerjisi artır.
İdeal qazın adiabat tənliyi
Ətraf mühitlə istilik mübadiləsi olmadan baş verən prosesə, yəni adiabatik prosesə baxaq. Adiabatik prosesdə ideal qazin hal parametrləri arasındakı əlaqəni tapaq.
Termodinamikanın I-ci qanununa görə
CVdT+ PdV = 0 (1)
Burada PV=RT və ya (2) olduğundan alırıq
olduğundan: alırıq.
Bu ifadəni vuraq
işarə etsək və ya alarıq.
Buradan və ya (3)
(4)
(3) və (4) ifadələri puasson tənliyi adlanırlar.
Burada (2)-yə əsasən olduğunu nəzərə alaraq
(5)
(4)-də yerinə yazaq
(6)
(3), (4), (5), və (6) ideal qazın adiabat tənliyinin müxtəlif şəkilləridir.
Biratomlu qaz üçün .
Ikiatomlu qaz üçün . (4), (5), (6) tənliklərində γ sabitinin qiyməti müxtəlifdir.
|