Issiqlik mashinalari. Ichki yonuv dvigatellari. Karno sikli va uning foydali ish koeffitsiyenti

8-mavzu. Issiqlik mashinalari. Ichki yonuv dvigatellari, Karno sikli va uning foydali ish koeffitsiyenti Savollar Ideal va real gazlar ichki energiyalari gazlarni xarakterlovchi qanday kattaliklarga bog'liq? Issiqlik sig'imi, solishtirma issiqlik sig'im va molyar issiqlik sig'imlar orasidagi bog'lanishlarni izohlang. Termodinamikaning birinchi bosh qonuni va uni gaz izojarayonlariga tadbig'ini grafiklar va matematik ifodalar orqali tushuntiring. Klassik nazariyaga asosan issiqlik sig'im temperaturaga bog'liq emas, tajriba natijalari esa issiqlik sig'imi temperaturaga bog'liq ekanligini ko'rsatadi. Bu qarama-qarshilik qanday bartaraf qilinadi? Qaytar va qaytmas jarayonlar qanday sharoitlarda amalga oshishini ko'rsating. Termodinamikaning ikkinchi bosh qonuni tabiatda sodir bo'ladigan jarayonlarning amalga oshishi mumkin bo'lgan yo'nalishlarini qanday aniqlaydi va bu haqda taniqli olimlarni ta'riflarini keltiring. Karno sikli va uning foydali ish koeffitsiyentini grafik orqali izohlang va tenglamasini yozing. Masalalar 1-masala. Neon va vodorodni ideal gaz deb hisoblab, ularning o'zgarmas hajm (CV) va bosim(Cp) dagi solishtirma issiqlik sig'imlari hisoblansin. yechish. Ideal gazning solishtirma issiqlik sig'imlari (1) (2) formulalar bilan ifodalanadi. Neon (bir atomli gaz) uchun i1=3, , i, Mi va R larning qiymatlarini (1) va (2) formulalarga qo'yib hisoblasak; Vodorod (ikki atomli gaz) uchun i=5; M2=2·10-3 kgmol (1) va (2) formulalar bo'yicha hisoblash vodorodning solishtirma issiqlik sig'imlari uchun quyidagi qiymatlarni beradi: 2-masala. m=0,2 kg massali vodorod o'zgarmas bosimda t=00C haroratdan t2=100C haroratgacha qizdirilganda yutadigan issiqlik miqdori aniqlansin. Shuningdek, gaz ichki energiyasining o'zgarishi va bajargan ishi topilsin. Berilgan: m=0,2 kg =0,2 kg t2=100'C =373 K t=0'C =273 K ~? A~? yechish. Izobarik qizitishda gaz yutadigan issiqlik miqdori (1) formula bo'yicha aniqlanadi: bunda m-qizdirilayotgan gazning massasi; S- uning o'zgarmas bosimdagi solishtirma issiqlik sig'imi, -gaz haroratining o'zgarishi. Ma'lumki, , S ning bu ifodasini (1) formulaga qo'ysak. Bu formula bo'yicha hisoblash o'tkazsak, Ichki energiya formula bilan ifodalanadi, demak ichki energiyaning o'zgarishi bu formulaga kattaliklarning son qiymatlarini qo'yib hisoblashni bajarsak, Gazning kengayishdagi bajargan ishini termodinamikaning birinchi qonunini ifodalovchi formula dan aniqlaymiz: Q va ularning qiymatlarini o'rniga qo'ysak A= 83kJ 3-masala. Teskari Karno sikli bo'yicha ishlaydigan issiqlik mashinasining isitkichi t1=200oC haroratga ega. Agar isitkichdan Q1=1J issiqlik miqdori olinganda mashina A=0,4J ish bajarsa sovutkichning harorati T2 aniqlansin. Ishqalanishdagi va issiqlik berishdagi yo'qotish hisobga olinmasin. Berilgan: t1=200oC = 473 K Q1=1J = 1 J A=0,4J = 0,4J T2~? yechish. Sovutkichning haroratini Karno sikli bo'yicha ishlaydigan mashinalarning FIK uchun yozilgan ifodadan foydalanib topamiz. Bundan (1) Issiqlik mashinasining FIK mexanik ish A ga aylantirilgan issiqlik miqdorini, issiqlik mashinasining r isitgichdan oladigan issiqlik miqdori Q1 ga nisbatini ifodalaydi, ya'ni . Bu ifodani (1) formulaga qo'yib, quyidagini topamiz: (2) T1=473K ekanligini hisobga olsak, ...