51 Termodinamika V [PDF]

Zitiervorschau

Termodinamika və istilik texnikası fənni üzrə mühazirələr. GİRİŞ. Ölkəmizdə xalq təsərrüfatının sürətli inkişafı və əhalinin artmaqda olan tələbatının ödənilməsi külli miqdarda enerji tələb edir. Təbiətdə enerji ehtiyyatı müxtəlif yanacaq yataqlarının, suyun, küləyin, günəşin və nüvə enerjisi şəklində mövcuddur. Müasir texnikanın səviyyəsinə uyğun olaraq və iqtisadi mülahizələrə görə yuxarıda göstərilən təbii enerjilərdən ən çox istifadə olunanı yanacağın (kömür, neft, qaz, slans) kimyəvi enerjisi və axar suyun enerjisidir. Hazırda dünyada tələb olunan elektrik enerjisinin 80% -nı istilik – elektrik stansiyaları hasil edir. Təbii enerji ehtiyyatından istifadə etdikdə enerjini elə şəkildə almağa çalışırlar ki, onun istifadə edilməsi asan olsun. Məsələn yanacağı yandıraraq istilik enerjisini hasil edirlər. İstilik enerjisindən həm texnikada həmdə məişətdə geniş istifadə edirlər. İstilik enerjisindən əsasən iki məqsəd üçün istifadə edilir: 1) Mexaniki enerji hasil etmək üçün 2) Müxtəlif cisimlərin xassələrini istənilən istiqamətdə dəyişmək üçün. Maşınları, dəzgahları, traktorları, avtomobilləri, təyyarələri və s. hərəkətə gətirmək üçün mexaniki enerjidən istifadə edilir. Mexaniki enerjini, istilik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən mühərriklər hasil edir . İstilik enerjisini mexaniki enrjiyə və əksinə, çevrilmə proseslərini öyrənən fənnə texniki termodinamika deyilir. İstilik enerjisindən birbaşa istifadə edərək cisimlərin mexaniki, fiziki və kimyəvi xassələrini dəyişmək, onları əritmək, buxarlandırmaq, dondurmaq və quruluşunu dəyişmək mümkündür. Bu proseslərdən həm sənayenin müxtəlif sahələrində, həmdə məişətdə geniş istifadə edilir. Cisimlər arasında baş verən istilik mübadiləsi qanunlarını öyrənən fənnə istilikötürmə deyilir. Texniki termodinamika ilə istilikötürmə birlikdə istilik texnikası fənninin nəzəri əsasını təşkil edir.

Hal parametrləri. Cismin halını xarakterizə edən parametrlərə hal parametrləri deyilir. Cismin halını 3 əsas parametrlə təyin etmək olar. 1. T – temperatur 2. P – təzyiq 3. V – həcm Temperatur Cisimlərin qızma dərəcəsini xarakterizə edən kəmiyyətə temperatur deyilir. Qazların kinetik nəzəriyyəsinə görə mütləq temperatur molekulların orta irəliləmə kinetik enerjisini xarakterizə edən parametrdir. Molekulların sürəti nə qədər çox olarsa temperaturda o qədər çox olar və əksinə. Temperaturu ölçmək üçün 4 – cür şkala var: 1. Selsi 2. Kelvin 3. Reomyur 4. Farangeyt 1 atmosfer şəraitində Selsiyə görə su 0° C donur, 100°C də qaynayır. 1 atmosfer şəraitində Kelvinə görə su 273°- də donur, 375° - də qaynayır. 1 atmosfer şəraitində Reomyura görə su 0° - də donur, 80 ° - də qaynayır. 1 atmosfer şəraitində Farangeytə görə su 32° - də donur, 212° - də qaynayır. Termodinamikada temperatur vahidi Kelvin (°K) dərəcəsi qəbul olunmuşdur. SSRİ – də yüz dərəcəli temperatur şkalası qəbul olunmuşdur. Bu şkala Selsi şkalası ilə uyğun gəldiyindən mütləq temperatur ilə Selsi temperaturu arasında asılılıq belə yazılır: T = t + 273 Burada T - °K, t - °C ilə ölçulur.

Təzyiq Qazlarım molekulyar kinetik nəzəriyyəsinə görə təzyiq molekulların yerləşdiyi qabın divarına etdikləri zərbələrin yekunudur. Molekul və onların zərbələrinin sayı həddən artıq olduğundan, ayrı – ayrı molekulları izləmək mümkün deyil; buna görədə təzyiq bütün zərbələrin orta qiyməti ilə xarakterizə olunur və həmişə qazın olduğu qabın divarına normal istiqamətdə təsir edir. Vahid sahəyə düşən qüvvəyə təzyiq deyilir. Termodinamikada qüvvə vahidi Nyuton (N) , sahə vahidi isə metr kvadratı 2 (m ) qəbul olunduğundan, təqyiq N/m2 . Bu vahid təcrübi hesablamalarda çətinlik

törətdiyindən, yəni çox kiçik kəmiyyət olduğundan, onu bar ilə ifadə edirlər. Texnikada təzyiqin başqa vahidlərindən kq/m2, tex.atm. – dən də istifadə olunur. Qazın təzyiqi 1 kq/sm2 olarsa belə təzyiq, texniki atmosfer (at) adlanır. Qazın təzyiqi 760 mm civə süt. və temperaturu 0°c olarsa, bu qazın normal şərait adlanan halda olmasını göstərir. Təzyiq manometrlə ölçülür. Qapalı qabda yerləşən qabın təzyiqi atmosfer təzyiqindən kiçik olarsa belə qazın seyrəkliyini, başqa sözlə vakuumunu manometrlə yox, vakuummetr vasitəsi ilə ölçmək lazım gəlir.

Həcm Termodinamikada - xüsusi (), mütləq (V) və mol (Vµ) həcmlərdən istifadə olunur. Vahid çəkinin həcminə xüsusi, vahiddən fərqlənən çəkinin həcminə mütləq,1 mol qazın həcminə isə mol həcm deyilir. Verilmiş tərifə görə həmin həcmlər belə ifadə olunur. V

Xüsusi həcm

= G m3/kq]

Mütləq həcm

V= G· [m3]

Mol həcm

Vµ= µ· [m3/mol]

(1)

Mol sayı (M) qazın çəkisinin (G) molekul çəkisinə (µ) nisbətinə bərabər olduğu üçün, yəni M=

G µ

Mütləq həcm belədə ifadə oluna bilər: V= M· Vµ Vahid həcmin çəkisinə xüsusi çəki () deyilir. G

 = V kq/m3

(2)

(1) və (2) ifadələrini nəzərə aldıqda, xüsusi həcmlə xüsusi çəkinin hasilinin vahidə bərabər olduğunu görürük, yəni · =1

(3)

Sıxlıq (), yəni vahid həcmin kütləsi ilə xüsusi çəki və xüsusi həcm arasındakı asılılıq belədir:

❑

1

 = n·m = g = g Burada n - vahid həcmə düşən molekulların sayı; m - molekulun kütləsi; g – sərbəstdüşmə təcilidir.

İdeal qaz qanunları Kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyi Kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyi ideal qazlar üçün çıxarılır. Bundan ötrü, əvvəlcə ideal qazın necə qaz olduğunu bilmək lazımdır. İdeal qaz qarmaqarışıq hərəkət edən kiçik bərk kürəciklərə oxşar, eyni ölçülü molekullardan ibarət qaz kimi təsəvvür edilir. Belə qaz molekullarının tutduğu həcm onun tam həcminə nisbətən kiçik olduğundan, molekulların həcmi və onların arasındakı qarşılıqlı təsir, başqa sözlə ilişmə qüvvəsi nəzərə alınmır. Buna görədə belə qazın molekullarının hərəkəti düzxətli olur və onlar öz hərəkətlərini ancaq bir - biri ilə ya da yerləşdiyi qabın divarı ilə toqquşduqda dəyişdirir. Molekulların toqquşması ideal elastik toqquşma olduğundan kinetik enerji itkisi nəzərə alınmır. Tutaq ki, kub şəklində qabda yerləşən (şəkil) ideal qaz molekulları müxtəlif istiqamətlərdə hərəkət edir. Molekulların belə hərəkətini, kubun, kubun tərəflərinə perpundikulyar olan, altı istiqamətdə hərəkəti ilə əvəz etmək olar. Bu vaxt qazın halının dəyişməməsi üçün hər istiqamətə düşən molekulların sayı bərabər olmalıdır. Buna görədə kubun hər tərəfinə doğru hərəkət edən molekulların sayı

1 N n olacaqdır. Burada n = 6 V

molekulların konsentrasiyasını, yəni, vahid həcmə düşən molekulların sayını göstərir. Molekulların orta surətini c ilə işarə etsək, vahid zaman ərzində bir molekulun qabın divarına etdiyi zərbələrin sayı

1 nc olacaq. 6

Kütləsi m olan hər bir molekulun, zərbə nəticəsində qabın divarına verdiyi impus, molekulun + mc hərəkət miqdarına bərabər olmalıdır. Molekul divara zərbə etdikdən sonra, eyni sürətlə geri qayıtdıqda divardan – mc impulsu alacaq. Deməli bir molekul divara + mc – (-mc) = 2 mc impulsunu verəcək. Beləliklə bütün molekulların zərbələri nəticəsində, vahid zamanda divara 1 6

verdikləri impus 2mc · n =

1 nmc2. 3

1 nmc2 ifadəsi bizə təzyiqi verməlidir.. Yəni 3

P= nm =

1 nmc2 3

1 c2 olduğundan, p v = olacaq. gv 3g

İSTİLİK TARAZLIĞI Müəyyən qaz kütləsində istilik tarazlığının yaranması üçün həmin qaz kütləsinin bütün nöqtələrində temperatur eyni olmalıdır. Qazların kinetik nəzəriyyəsindən məlumdur ki, molekulun irəliləmə hərəkətinin orta kinetik enerjisi mütləq tempetaturla düz mütənasübdür, yəni mc 2 = BT 2

(1)

burada B – mütənasübluk əmsalıdır. (1) İfadəsindən mütləq sıfırda (T=0 və ya t= - 273˚C) molekulların irəliləmə hərəkətində olmadığını (c = 0) göstərmək çətin deyildir. Tutaq ki qaz qarışığı, temperaturları bir – birindən fərqlənən, iki müxtəlif qazdan ibarətdir. Hər iki qaz üçün 1 ifadəsini yazırıq: m1 c 12 = BT1 2

və

m 2 c 22 = BT2. 2

Həmin ifadələri tərəf - tərəfə böldükdə alırıq m 2 c 22 T 2 = m 1 c 12 T 1

(2)

Belə qaz qarışığında istilik tarazlığının əldə edilməsi, yəni T 2=T1 olması üçün m 2 c22 = m 1 c12 olmalıdır. Aldığımız nəticəni sözlə belə ifadə etmək olar: iki müxtəlif qazdan əmələ gəlmiş qaz qarışığında istilik tarazlığının əmələ gəlməsi üçün, birinca qazın molekulunun kütləsi ilə sürətinin kvadratı hasili ikinci qazın molekulunun kütləsi ilə surətinin kvadratı hasilinə bərabər olmalıdır. Eyni qazda m2=m1 oldugunnan (2) ifadəsi aşağıdakı şəkli alır: c 22 T 2 2 = T1 c1

Həmin ifadəyə əsasən T2=T1 olduqda, c2 =c1 olar. Yəni eyni qazda istilik tarazlığı əldə etmək üçün, həmin qazın bütün molekulları bərabər sürətlə hərəkət etməlidir.

Gey - Lüssak qanunu Bu qanuna görə, sabit təzyiqdə, qazların mütləq temperaturları xüsusi həcmləri ilə düz, xüsusi çəkiləri ilə tərs mütənasibdir. Həmin qanunu kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyindən də, çıxarmaq olar. Bunun üçün iki müxtəlif halda olan eyni qazdan ötrü kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyini yazırıq. c12 c 22 p11 = və p22 = 3g 3g

Həmin ifadələri tərəf – tərəfə böldükdə alırıq: P 2 2 c 22  = P 1 1 c 12 m 2 c 22 T 2 Və ya = ifadəsini nəzərə aldıqda m 1 c 12 T 1 P2 2 T2  = P1 1 T1

(1)

Gey – Lüssak qanununa əsasən p2 = p1 olmalıdır. Onda

2

=

1

T2 T1

(2)

m 2 c 22 T 2 Və ya ifadəsini nəzərə aldıqda 2 = T1 m1 c 1 1 2

=

T2 T1

(3)

Çıxardığımız (2) və (3) düsturları Gey – Lüssak qanununu ifadə edir.

Boyl - Mariott qanunu Bu qanuna görə, sabit temperaturda qazın təzyiqi ilə həcminin hasili sabitdir. Həmin qanunu kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyindən çıxarmaq üçün Gey – Lüssak qanununda apardığımız mülahizəyə əsasən (3) ifadəsini yazırıq. Bu qanuna görə T2= T1 olmalıdır; onda P22 =p11 və ya p = const (1) Alınan düstur Boyl – Mariott qanununu ifadə edir.

1 və G kq qaz üçün Klapeyron – Mendeleyev tənliyi Hal parametrləri arasındakı asılılıq, yəni F(p,,T)= 0, hal tənliyi və ya xarakteristik tənlik adlanır. Klapeyron – Mendeleyev isə həmin tənliyi ideal qazlar üçün vermişdir. Kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyindən bu tənliyi çıxarmaq üçün əvvəlcə kinetik nəzəriyyənin əsas tənliyini müxtəlif hallarda olan 1 kq eyni qaza görə yazırıq: c12 3g c2 p22 = 3g

p11 =

................ ................ pnn =

c n2 3g

Sonra ikinci ifadəni birinci ifadəyə bölərək aşağıdakı ifadəni alarıq. p 1❑12 p 222 = T1 T2

Bu münasibət qazın birinci və ikinci halını ifadə edir. əgər burada qazın 1,2,3,....n halını nəzərə alsaq p 1❑1❑ p 22❑ p 3 ❑3❑ p n ❑n❑ = = = ................ = const T1 T2 T3 Tn pv Bunu başqa şəkildə yazsaq = const T

Beleliklə 1 kq ideal qaz üçün hal tənliyi və ya Klapeyron – Mendeleyev tənliyi pv =RT (1) burada p – qazın mütləq təzyiqi  - qazın xüsusi həcm T – qazın mütləq temperaturu R – qaz sabitidir. G kq qaz üçün Klapeyron – Mendeleyev tənliyini yazmaqdan ötrü (1) tənliyinin hər iki tərəfini G – yə vururuq: pG = GRT G = V olduğundan pV = GRT (2) Bu münasibət G kq qaz ideal qaz üçün Klapeyron – Mendeleyev tənliyini ifafə edir.

Avaqadro Qanunu

Avaqadro qanununa görə, eyni şəraitdə, yəni eyni temperatur və təzyiqdə olan müxtəlif qazların bərabər həcmlərindəki molekul sayları ilə bərabər olur. Həmin qanunu isbat etmək üçün, iki müxtəlif qazdan ötrü kinetik nəzriyyənin əsas tənliyini yazaq: p1 =

1 nmc2 3 1 1 1

p2 =

1 nmc2 3 2 2 2

Sonra bunları tərəf – tərəfə bölərək alırıq: p 2 n2 m 2 c 2 2 = · p 1 n1 m 1 c 1 2

Sonuncu ifadəni aşağıdakı kimi yazırıq p 2 n2 T 2 = · p 1 n1 T 1

n=

N olduğundan V p2 N 2 V 2 T2 = · p1 N 1 V 1 T1

Avaqadro qanununa görə P2=P1, T2=T1 V2 =V1 olmalıdır. Onda sonuncu ifadəni aşağıdaki şəkildə yazmaq olar. N2=N1

(1)

Bununla da, eyni şəraitdə olan müxtəlif qazların molekul saylarının bərabərliyini isbat edirik.

Qaz sabitinin tapılması Qaz sabitini tapmaq üçün Avaqadro qanunundan istifadə edilir. Bunun üçün həmin qanunu nəzərdə tutmaq şərti ilə, şəkildə G1 və G2 kq olan iki müxtəlif qazdan ötrü Klapeyron – Mendeleyev tənliyini yazırıq; pV= G1R1T, pV=G2R2T. Tənliklərin sol tərəfləri bərabər olduğundan, sağ tərəfləri də bərabər olmalıdır, yəni G1 R 1 = G 2 R 2

Və ya G2 R 2 = G1 R 1

1kq qazı 1 dərəcə qızdırdıqda qazın gördüyü işə qaz sabiti deyilir. Bu qaz sabiti müxtəlif qazlar üçün müxtəlif qiymətə malikdir. Ümumi halda isə 1 atmosfer şəraitində 0C – də hesabat nəticəsində aşağıdakı şəkildə tapılır. µ - qazın molekul kütləsidir. R=

848 µ

R – in qiymətini müxtəlif qazlar üçün tapaq RH2 =

848 = 424 2

RO2 =

848 = 26,5 32

Bu iki nəticədən deyə bilərik ki, işçi qazı seçdikdə onların iş görmə qabiliyyətinin müəyyən olunduğu, yəni, hidrogeni işçi cism kimi götürmək, oksigeni işçi cism kimi götürməkdən sərfəlidir.

Qaz qarışığının tabe olduğu qanunlar Biz ideal qazlardan əmələ gəlmiş qaz qarışıqlarından bəhs edəcəyik. İdeal qaz qarışıqları Dalton və Amaqa qanunlarına tabe olur.

Dalton qanunu Dalton qanununa əsasən, qaz qarışığının təzyiqi, komponentlərin parsial təzyiqlərinin cəminə bərabərdir.

qarışığı

təşkil

edən

1=n

p = p1+p2+p3+........+pn = ∑ p i i=1

Komponentin həcmi və temperaturu qaz qarışığının həcm və temperaturuna bərabər olarsa, belə komponentin təzyiqinə parsial təzyiq deyilir. Tərifi nəzərə alsaq, Klapeyron – Mendeleyev tənliyini aşağıdaki şəkildə yazmaq olar: qaz qarışığı üçün PV = GRT Qarışığı təşkil edən komponentlər üçün P1V = G1R1T P2V = G2R2T

................... PnV = GnRnT Burada G1, G2,.......Gn qarışığı təşkil edən komponentlərin çəkiləri R1, R2,.......Rn komponentlərin qaz sabitləri P1,P2.........Pn komponentlərin parsial təzyiqləri T = qaz qarışığının temperaturu V = qarışığın həcmidir

Amaqa qanunu Amaqa qanununa əsasən qaz qarışığının komponentlərin parsial həcmlərinin cəminə bərabərdir.

həcmi,

qarışığı

təşkil

edən

1=n

V= V1+V2+..........+Vn =∑ V 1 i=1

Komponentin təzyiqi və temperaturu qaz qarışığının təzyiq və temperaturuna bərabər olarsa, belə komponentin həcminə parsial həcm deyilir. Qaz qarışığı üçün PV = GRT Qarışığı təşkil edən komponentlər üçün PV1 = G1R1T PV2 = G2R2T ................... PVn = GnRnT V1, V2,.......Vn komponentlərin parsial həcmləridir.

Qaz qarışığının qaz sabiti Qaz qarışığının qaz sabitini tapmaq üçün, Dalton və ya Amaqa qanunundan istifadə edirik. Amaqa qanununa əsasən V= V1+V2+..........+Vn Bu ifadədə V=

GRT , p

V1 =

G 1 R1 T G R T , V2 = 2 1 p p

olduğunu nəzərə aldıqda

G R T GRT G 1 R1 T G 2 R1 T + + + ...............+ n 1 p p p p

Və ya GA = G1R1 + G2R2 + ............+ GnRn Yaxud, 1=n

R = ∑ gR

(1)

i=1

R=

848 qiymətini 1 düsturunda yerinə yazsaq, alarıq µ i=n

R = 848 ∑ i=1

gi µi

(2)

Qeyd etmək lazımdır ki, qaz qarışığı çəki hissələri ilə verildikdə, belə qaz qarışığının qaz sabiti ya (1) və ya da (2) düsturu ilə hesablanır.

Proseslər haqqında ümumi məlumat Qazın halını təyin edən parametrlərdən yəni p, v,t - dən biri dəyişərsə, bu qazla prosesin əmələ gəlməsini göstərər. Adətən, prosesin koordinat sistemində təsvir edirlər. Bundan ötrü, düzbucaqlı koordinat sistemi götürərək, absis oxu üzərinə xüsusi həcmi (v,

kq m3 ), ordinat oxu üzərində mütləq təzyiqi ( p , 2 ) göstərirlər kq m

1- ci şəkildə 1 - 2 prosesi təsvir olunmuşdur. Bu proses 1 nöqtəsində başlayιr və 2 nöqtəsində başa çatιr. Belə proses açιq proses adlanιr. Adətən, şəkildə prosesin istiqaməti, üzərində götürülən ox ilə göstərilir. 2 və 3- cü şəkillərdə təsvir olunmuş proseslərə qapalı proses və ya tsikl deyilir. 2- ci şəkildəki proses saat əqrəbi istiqamətində əmələ gəldiyindən düz tsikl adlanιr və belə oxunur: ambna tsikli. 3- cü şəkildə təsvir olunmuş proses saat əqrəbi hərəkətinin əks istiqamətində əmələ gəldiyindən, əks tsikl adlanιr və belə oxunur anbma tsikli.

Termodinamikanın birinci qanunu Termodinamikanın birinci qanunu enerjinin saxlanması qanunun xüsusi halı olaraq, istilik ilə iş arasındakı ekvivalentliyi ifadə edir. İstiliyi Q , işi L ilə işarə etsək, həmin qanunu riyazi şəkildə belə ifadə etmək olar: (1)

Q= AL

burada A=

1 kkal 427 kq m

işin istilik ekvivalenti, bunun tərs qiyməti, yəni

1 kq m =427 A kkal

isiliyin mexaniki ekvivalenti adlanır. Yeni vahidlər sistemində istilik Coul (C) ilə ölçülür. Enerji vahidləri arasιndakι münasibət 1 - ci cədvəldə verilmişdir. Qeyd etmək lazιmdιr ki, (1) ifadəsindən yalnιz istilik tamamilə işə çevrildiyi halda istifadə edilməlidir. Buna görə də, həmin ifadə termodinamikanın birinci qanununun xüsusi halı hesab olunur Qaza verilən istilik həm qazın daxili enerjisinin dəyişməsinə, həm də görülən işə sərf olunduğundan, termodinamikanın birinci qanununun əsas tənliyi belə ifadə olunmalıdιr: Q=( U 2−U 1 ) + AL

(2)

Burada (U 2−U 1) qazιn daxili enerjisinin dəyişməsini göstərir. (2) tənliyindən istifadə edən zaman, istilik qaza verildikdə Q -nün işarəsi müsbət, istilik qazdan alındıqda isə mənfi götürülməlidir. Burada işin də işarəsinə fikir vermək lazımdır. Görün iş müsbət, alınan iş isə mənfi hesab edilməlidir. cədvəl 1 Ölçü vahidləri Kc Kkal Kq m Kvt-saat a.q. saat

kc 1 4,1868 0,00981 360 2,648

kkal 0,239 1 0,00234 860 632,3

kq m 102,0 427 1 367200 270000

kvt-saat 0,000278 0,00116 0,00000272 1 0,736

At gücü saat 0,000378 0,00158 0,00000374 1,36 1

(2) tənliyini yazarkən, istilik alan qazın hərəkət sürəti nəzərə alınmalıdır. Porşenli mühərriklərdəki qazlar üçün yazιlmιş (2) tənliyi düzgün hesab edilə bilməz. Çünki belə qazlarda qazın xarici kinetik enerjisinin dəyişməsi də nəzərə alınmalıdır, yəni C 22 C 21 Q=( U 2−U 1 ) + AL+ A ( − ) 2g 2g

(3)

C22 C21 − ) -qazın xarici kinetik enerjisinin dəyişməsini göstərir. 2g 2g

Burada (

Qeyd etmək lazımdlr ki, termodinamikanın birinci qanununun hər üç ifadəsi (1), (2), (3) 1kq qaz üçün yazılmışdır.

İstilik tutumları haqqında ümumi məlumat 1 kq , 1 mol v ə ya 1 m3 qazla əmələ gələn prosesə verilən və ya alınan istiliyin, prosesin temperatur dəyişməsinə olan nisbətinin limitinə çə ki, mol və ya h ə cm istilik tutumu

deyilir. Qeyd etdiyimiz istilik tutumlarını belə işarə edək: c

kkal - çəki istilik tutumu kq ∙ d ə r

[

]

μc

[

[

c´

kkal - mol istilik tutumu mol ∙ d ə r

]

kkal - həcmi istilik tutumu m ∙d ər 3

]

Həmin istilik tutumları arasındakı münasibət belədir: c μc μc kkal c ´=γc= = = v V μ 22,4 H ∙ m3 ∙ d ə r

Yeni vahidlər sistemində istilik tutumlarının vahidləri aşağıdakı kimidir: c

kC - kütlə istilik tutumu kq ∙ d ə r

[

μc

]

[

[

c´

kC - mol istilik tutumu mol ∙ d ə r

]

kC - həcmi istilik tutumu m ∙d ər 3

]

Verdiyimiz tərifə görə çəki istilik tutumu riyazi olaraq belə ifadə olunmalıdır: c=

dQ dT

(1)

İstilik tutumunun ifadəsi belə yazılır: c=

dU dv + Ap dT dT

(2)

v=const olduqda sabit həcmli çəki istilik tutumunu alırıq: cV =

dU dT

(3)

Bu münasibətdən aydın görünür ki, c V -ni tapmaq üçün daxili enejinin temperatura görə birinci tərtib törəməsini almaq lazımdır. p=con st olduqda, (3) ifadəsini nəzərə alaraq, (2) ifadəsinə əsasən, sabit təzyiqli çəki

isilik tutumunu alırıq: c p=cV + Ap

dv dT

(4)

Alınan ifadənin sağ tərəfindəki ikinci toplananı, yəni Ap

dv -ni tapmaq üçün dT

F ( p , v , T )=0 hal tənliyindən istifadə etmək lazımdır.

Real qazların istilik tutumu Təcrübə göstərir ki, real qazın istilik tutumu temperatur və təzyiqdən asılıdır. Bir çox hallarda, xüsusən böyük təzyiqdə, təzyiqin istilik tutumuna təsirini nəzərə almamaq da olar. Buna görə istilik tutumunun ancaq temperaturdan asılılığını öyrənmək kifayətdir. İstilik tutumunun temperaturdan asılılığı müxtəlif funksiyalarla ifadə olunur. Bunlardan ən sadəsi aşağıdakı xətti funksiya və ya düz xətt tənliyidir: C=a+bt.

(1)

İstilik tutumunun dəqiq qiymətini tapmaq istədikdə, aşağıdakı mürəkkəb funksiyalardan, yəni əyri tənliklərindən istifadə etmək lazım gəlir: c=a+bt+dt2;

(2)

Və ya c=a+bt+dt2+et3 (3) (1), (2) və (3) ifadələrində a, b, d, e-qazın xüsusiyyətindən asılı olan təcrübədən tapılan sabit kəmiyyətlərdir. İstilik tutumu üçün yazdığımız bu ifadələr, müəyyən temperatura uyğun olan istilik tutumlarını göstərir. Buna görə də bu ifadələr həqiqi istilik tutumu ifadələri adlanır.

(1) Düsturunda həqiqi istilik tutumu t-dən asılı olaraq ifadə olunmuşdur. Bəzən istilik tutumunu T0 K ilə də ifadə etmək lazım gəlir. Onda (1) düsturu aşağıdakı şəklə düşür: c = a + bt = a+b (T-273) Və ya C=a΄+bT, burada a΄=a - 273b. İstilik texnikasında aparılan hesabatlarda isə çox vaxt orta istilik tutumundan istifadə edilir. Orta istilik tutumu iki növ olur. Bunlardan biri orta hesabi istilik tutumudur: Ct =

c 1 + c2 2

Deməli, orta hesabi istilik tutumu 1kq qazda gedən prosesin başlanğıc və son nöqtələrinin həqiqi istilik tutumları cəminin yarısına bərabərdir. Həqiqi istilik tutumunun temperaturdan xətti asılı olduğunu qəbul etsək, orta hesabi istilik tutumu belə ifadə olunur:

ct =

( a+bt 1 ) + ( a+ bt 2 ) 2

(4)

Bu deyilənlərdən belə çıxır ki, həqiqi istilik tutumunun xətti qanunla dəyişdiyini qəbul etdikdə, orta hesabi və orta inteqral istilik tutumları bir-birinə bərabərdir və t 1 ilə t2 temperaturu arasında (4) düsturu üzrə ifadə olunmalıdır.

Qaz qarışığının istilik tutumu Çəkisi G kq olan qaz qarışığını 1 qızdırmaq üçün tələb olnan istilik Gc olacaqdır. Qaz qarışığı 1 qızdıqda, onu təşkil edən qazlarda 1 qızacaqdır. Enerjinin itməməsi qanununa əsasən Gc = G1c1 + G2c2 +......+Gncn Həmin ifadənin hər iki tərəfini G - ə böldükdə c = g1c1 + g2c2 +......+gncn və ya

i=n

c = ∑ ❑gici

(1)

i=1

Bu ifadəyə əsasən deyirik ki, qaz qarışığının çəki istilik tutumu, komponentlərin çəki hissələri ilə çəki istilik tutumları hasillərinin cəminə bərabərdir. G = Mµ oldugundan (1) düsturunu aşağıdakı kimi yazmaq olar: M·µc = M1 · µ1c1 + M2 · µ2c2+.........+Mn · µncn Bu ifadənin hər iki tərəfini M - ə bölsək, qaz qarışığının mol istilik tutumunu mol hissələri ilə ifadə etmiş olarıq: µc = m1 · µ1c1 + m2 · µ2c2+.........+mn · µncn

(2)

İdeal qazlarda m = r olduğundan, (2) ifadəsi belə şəkil alır: i=n

µc = ∑ ri¿µc)i

(3)

i=1

Yəni qaz qarışığının mol istilik tutumu, komponentlərin həcm hissələti ilə mol istilik tutumlarının hasillərinin cəminə bərabərdir.

Qazlar üçün termodinamikanın birinci qanunun və qazlarda gedən əsas termodinamik proseslər. Qeyd etmişdik ki, açıq proseslərdən ötrü termodinamikanın birinci qanunun aşağıdaki kimi ifadə olunur: Q = (U2 – U1) +AL Digər tərəfdən dedik ki, qazların sabit həcmli çəki istilik tutumu ilə daxili enerjisi arasında belə əlaqə var: cv =

dUk dU = dT dT

Bu ifadəyə əsasən, daxili enerjinin diferensialı, c v ilə dT – nin hasilinə bərabərdir, yəni dU = cvdT

(1)

Daxili enerjinin dəyişməsini tapmaqdan ötrü (1) ifadəsini inteqrallamaq lazımdır; T2

U2 – U1 = ∫ dT cv

(2)

T1

cv = const olduqda, (2) ifadəsinə əsasən yazırıq ki,

U2 – U1 = cv (T2 – T1) = cv(t2 – t1)

(3)

Yəni daxili enerji dəyişməsi sabit həcmli çəki istilik tutumu ilə temperatur fərqinin hasilinə bərabərdir. cv = const olduqda, yəni ideal qazlardan ötrü Q = cv(t2 – t1) +AL

(4)

İzoxorik proses. Sabit həcmdə qazla əmələ gələn prosesə izoxorik proses deyilir. Həmin prosesi pʋ koordinat sistemində tənliyi ʋ = const olduğundan, bu proses 1 – ci şəkildə göstərildiyi kimi, p oxuna paralel düz xətt şəklində təsvir olunur. Təsvir etdiyimiz izoxorik proses təzyiqin artması ilə əmələ gəlmişdir. Danışdığımız prosesin başlanğıc və son nöqtələrinin parametrləri arasında əlaqə yaratmaq məqsədi ilə həmin nöqtələrdən ötrü hal tənliyini yazırıq. P1ʋ = RT1

və p2ʋ = RT2

Sonra bu tənlikləri tərəf – tərəfə bölərək alırıq: P2 T2  P1 T1

Yəni izoxorik prosesdə təzyiqlərin nisbəti mütləq temperaturların nisbəti ilə düz mütənasibdir.

İzoxorik prosesdə qaza verilən istilik tamamilə qazın daxili enerjisinin dəyişməsinə sərf olunur. İzobarik proses. Sabit təzyiqdə qazla əmələ gələn prosesə izobarik proses deyilir. Bu prosesin pʋ koordinat sistemində tənliyi p = const olduğundan onu (2) şəkildə göstərildiyi kimi, ʋ oxuna paralel düz xətt şəklində göstərmək olar. Təsvir etdiyimiz izobarik proses həcmin artması ilə baş verir. Yəni izobarik genişlənməni göstərir. Bu proses əks istiqamətdə göstərilsə idi, onda o izobarik sıxılmanı göstərərdi. İzobarik

prosesi başlanğıc və son nöqtələrin elementləri arasında əlaqə yaratmaq məqsədi ilə həmin nöqtələr üçün hal tənliklərini yazırıq. pʋ1 = RT2 və pʋ2 = RT2 Sonra bu tənlikləri bir birinə bölərək alırıq, v2 T 2  v1 T 1

Yəni izobarik prosesdə həcmlərin nisbəti mütləq temperaturların nisbəti ilə düz mütənasibdir.

P = const olduğundan, izobarik prosesdə görülən iş belə ifadə olunur: V2

L = ∫ pdʋ = p(ʋ2 - ʋ1). V1

Klapeyron – Mendeleyev tənliyini nəzərə aldıqda isə L = p(ʋ2 - ʋ1) = R(T2- T1) = R(t2 – t1)

(1)

Bu ifadədə (t2 – t1) olduqda L = R. Buna görədə qaz sabiti R - ə, sabit təzyiqdə 1 kq qazın temperaturu 1 artdıqda, onun gördüyü iş kimi də baxmaq olar. (1) İfadəsini nəzərə aldıqda, termodinamikanın birinci qanunu izobarik proses üçün belə şəkil alır: Q = cv(t2 – t1) + AR (t2 – t1) cv + AR = cp olduğundan, Q = cp (t2 – t1) İzobarik proses üçün yazdığımız, termodinamikanın birinci qanununun ifadəsindən görünür ki, bu prosesdə qaza verilən istilik həm qazın daxili enerjisinin dəyişməsinə, həm də xarici işə sərf olur. İzotermik proses. Sabit temperaturda qazla əmələ gələn prosesə izotermik proses deyilir. T = const olduğundan, həmin prosesin pʋ koordinat sistemində tənliyi, Klapeyron – Mendeleyev asılığına əsasən aşağıdaki kimi alınacaq;

pʋ = const Buna görə də həmin proses, pʋ koordinat sistemində bərabəryanlı hiperbola, yəni 3 – cü şəkildə göstərildiyi kimi koordinat oxlarına asimptotik yaxınlaşan əyri şəkildə təsvir olunur. Bu əyri izotermik genişlənməni göstərir. Belə proses əks istiqamətdə getsə idi, onda o, izotermik sıxılmanı göstərərdi. Göstərdiyimiz prosesin başlanğıc və son nöqtələrinin elementləri arasında əlaqə yaratmaq məqsədi ilə həmin həmin nöqtələr üçün hal tənliklərini yazırıq: p1ʋ1 = RT və p2ʋ2 = RT Tənlikləri sağ tərəfləri bərabər olduğunnan p2ʋ2 = p1ʋ1 yəni izotermik prosesdə təzyiqlərin nisbəti həcmlərin nisbəti ilə tərs mütənasibdir. İzotermik prosesdə qazın daxili enerjisi sabit qalmalıdır. Buna görə də bu prosesdən otrü termodinamikanın birinci qanunu belə ifadə olunur. Q = AL İzotermik proses üçün yazdığımız termodinamikanın birinci qanununun ifadəsindən (Q = AL) belə görünür ki, həmin prosesdə qaza verilən istilik ramamilə xarici işə sərf olunur. Adiabatik proses.İstilik verilmədən və alınmadan qazla əmələ gələn prosesə adiabatik proses deyilir.adiabatik prosesin tənliyini almaq üçün termodinamikanın birinci qanununu yazaq; Q = AL(U2 – U1) Bu tənlik diferensial şəkildə aşağıdakı kimi olur; dQ = dU + Apdʋ Adiabatik prosesdə dQ = 0 olduğundan termodinamikanın birinci qanunu belə şəkil alır; CvdT + Apdʋ = 0 Bu ifadədən deyə bilərik ki, qaza istilik verilib alınmazsa onda qazın gördüyü iş daxili enerjinin hesabına olur. Adiabatikprosesin tənliyi aşağıdakı kimidir; pʋk = const Tənliyə daxil oan k əmsalı adiabat göstərici adlanır. İkiatomlu qazlar üçün k =1,4 . Politropik proses. Xüsusi hallarda əsas prosesləri əhatə edə bilən ümumiləşdirici prosesə politropik proses deyilir. Biz burada istilik tutumu sabit olan politropik prosesdən bəhs edəcəyik. Bele prosesin ümumiləşdirici şərti onnan ibarətdir ki, prosesin davam etdiyi müddətdə dQ – nun dU – ya nisbəti sabit olub, hər proses üçün müəyyən

kəmiyyətə bərabər olmalıdır. Bu kəmiyyəti, başqa sözlə, parametrik sabiti π ilə işarə etdikdə, ümumiləşdirici şərt belə ifadə olunur. π=

dQ dU

dQ = cdT və dU = cvdT olduğundan onu aşağıdakı kimi də , yaza bilərik π=

c dQ =c dU v

burada c- politropik prosesin istilik tutumunu göstərir. Politropik prosesin tənliyini çıxarmaq üçün, termodinamikanın birinci qanununun diferensial ifadəsindən istifadə edirik: dQ = cvdT + Apdʋ dQ = cdT olduğundan cdT = cvdT + Apdʋ və ya (cv – c) dT + Apdʋ = 0 Politropik prosesin tənliyi aşağıdaki kimidir pʋn = const burada n – politropik göstəricidir. p = 1 olduqda izotermik prosesin tənliyini alarıq, p = k olduqda adiabatik prosesin prosesin tənliyini, p = 0 olduqda izobarik prosesin tənliyini alarıq. İzodinamo proses. Entalpiyanın sabit qalması ilə gedən prosesə izodinamo proses deyilir. 1 kq qazın malik olduğu istilik miqdarına entalpiya deyilir. İ ilə işarə olunur. Tənliyi i = const. İzopleyra proses. Bu proses maddələrin maye haldan qaz halına və ya əksinə keçməsi ilə müşahidə olunur. Quruluq dərəcəsi sabit qalan prosesə izopleyra prosesi deyilir və x ilə işarə olunur. Tənliyi x = const.

Qapalı proseslər üçün termodinamikanın birinci qanunu Tutaq ki, bizə 1 – ci şəkildəki kimi, bir qapalı proses verilmişdir. Bu qapalı proses bütöv xətli oxla göstərilən istiqamətdə əmələ gəldikdə düz tsikl, qırıq xətli oxla göstərilən istiqamətdə əmələ gəldikdə isə əks tsikl olar.

Qapalı proseslərin istilik verilən və alınan hissələrini müəyyən etmək üçün tsiklə iki toxunan adiabat çəkmək lazımdır. Bu adiabatlar, şəkildən göründüyü kimi, tsikli iki hissəyə ayırır. Bunlardan biri amb digəri isə bna -dır. Həmin hissələrə açıq proseslər kimi baxırıq. amb prosesində istilik verilməsini və ya alınmasını bilmək üçün onun başlanğıc nöqtəsindən bir adiabat keçiririk. amb prosesi a nöqtəsindən keçən adiabatla pv oxları arasındakı sahədən kənarda yerləşdiyindən, həmin proses istiliyin verilməsi ilə əmələ gəlmişdir. Tsiklin bna prosesində istiliyin verilməsini və ya alınmasını bilmək üçün başlanğıc nöqtəsindən bir adiabat keçiririk, bna prosesi b nöqtəsindən keçən adiabatla pv oxları arasındakı sahədə yerləşdiyindən, həmin proses istiliyin alınması ilə əmələ gəlmişdir. Tsiklin maksimum və minimum temperaturlarını təyin etmək üçün tsiklə iki toxunan izoterm çəkirik. Tutaq ki, bu toxunma nöqtələri m ilə n – dir. Alınan m nöqtəsinin temperaturu T m tsiklin maksimum temperaturu, n nöqtəsinin tempetaruturu T n tsiklin minimum temperaturunu göstərəcəkdir. Bu deyilənlərdən bele çıxır ki, qapalı proseslərdə istilik həm verilməlidir, həm də alınmalıdır. Tsikllərdə daxili enerjinin dəyişməsi sıfır olduğundan, qapalı proseslər üçün termodinamikanın birinci qanunu belə yazılır: Q 1−Q2= Al

(1)

(1) ifadəsinə əsasən deyə bilərik ki, verilən istiliklə alınan istiliyin fərqi, görülən işə ekvivalentdir. Bu iş pv koordinat sistemində tsiklin sahəsinə bərabərdir. Əks tsikllərdə isə alınan istiliklə verilən istiliyin fərqi, pv koordinat sistemində tsiklin sahəsinə bərabər olan, sərf edilən işə ekvivalentdir.

İstilik maşınlarının termodinamikanın ikinci qanununa ehtiyacı

Termodinamika kursunda yalnız ideal istilik maşınlarından bəhs olunur. Real maşınlara keçdikcə isə, ideal maşınlarda nəzərə alınmamış istilik və mexaniki itkilər hesaba alınmalıdır. İstilik texnikasında həm düz və həmdə əks maşınlara rast gəlinir. Düz maşınlar iş istehsal edən maşınladır, əks maşınlar isə alçaq temperatur əldə etmək üçün tətbiq olunur. Daxili yanma mühərrikləri, buxar maşınları, buxar və qaz turbinləri düz maşınlara aiddir. Düz maşınlar düz tsiklə üzrə, əks maşınlar isə əks tsikl üzrə işləyir. İdeal maşınlarda termik və mexaniki itkilər olmadığından, onlardan ötrü də termodinamikanın birinci qanunu qapalı proseslər üçün olduğu kimidir. Q1 – Q2 = AL Düz maşınlar

Düz və əks Karno maşınları və onların f.i.ə. Karno maşını yalnız qapağı istilik keçirən silindrdən, istilik keçirməyən F lövhəsindən, E istilik mənbəyindən və G soyuducusundan ibarətdir.

Düz Karno maşını və onun f.i.ə. Karno maşınında alınan iki izotermik və iki adiabatik proseslərdən ibarət olan qapalı prosesə Karno tsikli deyilir. Karno maşınının işini tapmaq üçün termodinamikanın birinci qanunundan istifadə olunur. AL = Q1 – Q2 Burada Q1 – izotermik genişlənmədə mənbədən qaza verilən istilik Q2 – izotermik sıxılmada qazdan soyuducuya verilən istilikdir. Q1 ilə Q2 – nin qiymətlərini termodinamikanın birinci qanununda yerinə yazdıqda alırıq ki, AL = ARThln

v2 v3 - ART0ln v1 v4

Karno maşınının f.i.ə. üçün yazırıq ki, AL

AR(T ¿ ¿ h−T 0 ) ln

µk= Q =

v2 v1

v ART h ln 2 v1

1

¿

(1)

və ya µk=

T h −T 0 T =1− 0 Th Th

Buradan görünür ki, Karno maşınının f.i.ə. yalnız mənbə ilə soyuducunun temperaturundan asılıdır. Beləki, mənbənin temperaturu artdıqca və mənbəyin temperaturu artdıqca və ya soyuducunun temperaturu azaldıqca, Karno maşınının f.i.ə. böyüməlidir. Əks Karno maşını və onun f.i.ə. Birinci şəkildə təsvir olunmuş əks Karno tsiklinin düz Karno tsiklindən fərqi ondan ibarətdirki, tsikl əks istiqamətdə əmələ gəlir, 4 - 3 izotermi Q 2 – istiliyinin verilməsi ilə, 2 – 1 izotermi isə Q1 istiliyinin alınması ilə baş verir. Əks Karno maşınının f.i.ə. belə ifadə olunur: Q2

T0

lk = Q −Q = T −T 1 2❑ h 0

Nisbi f.i.ə. – ları

İxtiyarı tsikl üzrə.işləyən ideal maşının f.i.ə. – nın Karno maşınının f.i.ə - na nisbəti µ

µ ideal nisbət = µ k

(1)

İdeal maşının nisbi f.i.ə. adlanır. µk˃µ olduğu üçün µ ideal nisbət ˂ 1olmalıdır. Biz yuxarıda qeyd etmişdik ki, real maşının ideal maşından fərqi, əsas etibarı ilə istilik itkiləri ilə mexaniki itkilərdədir. Həmin itkiləri nəzərə aldıqda real qazın f.i.ə - lı belə ifadə olunmalıdır. µe =

A (L – ΔL) Q1 + ΔQ

Burada Δ L – mexaniki itkilərə sərf olunan iş Δ Q – istilik itkisidir. Real maşının f.i.ə. – nın ideal maşının f.i.ə. – lı ilə müqaisəsi aydın göstərir ki, µ >µe olmalıdır. Real maşının f.i.ə - nın ideal maşının f.i.ə. – na nisbətinə real maşının nisbi f.i.ə. deyilir. µ real nisbət =

µe µ

Termodinamikanın II qanununun riyazi şəklə salınması Termdinamkanın ikinci qanununu, tsikllərdən ötrü riyazi şəklə salmaq məqsədi ilə, elementar Karno tsikli üçün f.i.ə. düsturunu yazırıq. ηk = 1 -

ΔQ 2 To =1ΔQ 1 Th

Sonra bu düsturdan alırıq ki, ΔQ 1 ΔQ2 = Th T0

Düz və əks elementar tsikkər üçün bu ifadəni aşağdakı şəkillərdə yazırıq: Düz elementar Karno tsikli üçün (1) Əks elementar Kardno tsikli üçün

(2) (1) və (2) ifadələrinin birinci hədləri, yəni çevrilmələri, kinci hədləri, yəni və

və qeyri – təbii isə təbii çevrilmələri göstərir.

Çıxardığımız (1) və (2) ifadələrinə əsasən belə nəticəyə gəlirik ki, düz və əks Karno tsikli üçüçn qeyri – vtəbii çevrilmələrlə təbii çevrilmələrin cəbri cəmi sıfıra bərabərdir. Yəni, Limitə keçdikdə isə alırıq ki, (3) Aldığımız ifadə, düz və əks Karno tsiklləri üçün termodinamikanın ikinci qanununun riyazi ifadəsidir.Bu ifadəyə görə düz və əks Karno tsiklləri üçün . termodinamikanın ikinci qanununun riyazi ifadəsidir.Buifadəyə görə düz və əks Karno siklləri üçün Klauzius inteqrlı sıfıra bərabərdir. İxtiyari düz və əks tsikl üçün də düz və əks Karno tsikllərində olduğu kimi, qeyri – təbii çevrilmələrlə təbii çevrilmələrin cəbri cəmi sıfra əbrabər olmalıdır. Yəni,

Düz və əks Karno maşınlarından ötrü də eyni nəticə alınır, yəni Klauzius inteqralı Sıfra bərabərdir. Bir mənbə və bir soyuducu ilə ixtiyarı tsikl üzrə işləyən düz və əks ideal maşınlardan ötrü, qeyri – təbii çevrilmələrlə təbii çevrilmələrin cəbri cəmi sıfırdan kiçik olmalıdır. Yəni,

Limitə keçdikdə isə

(4) Həmin ifadə, bir mənbə və bir soyuducu ilə ixtiyari tsikl üzrə işləyən ideal düz və əks maşınlardan ü\ötrü termodinamikanın ikinci qanununun riyazi ifadəsidir. Bu ifadəyə göyə bir mənbə və bir soyuducu ilə ixtiyarı tsikl üzrə işləyən düz və əks ideal maşınlardan ötrü Klazius inteqralı sıfırdan kiçik olmalıdır. µe˂µ˂µk olduğundan, real maşınlar üçün də Klaziusinteqralı sıfırdan kiçik olmalıdır.

Entropiya və onun xassələri.

Tutaq ki, 1.46 – cı şəkildə göstəriliyi kimi 1 və 2 nöqtələri arasında bir neçə proses əmələ gəlmişdir.Aydındır ki, həmin prosesin kombinasiyasından bizbir neçə tsikl əmələ gətirə bilərik. Məsələn,1a21, 1a2c1, 1a2d1 və i.a. Biz yuxarıda qetd etdik ki, qapalı proseslər üçün termodiamikanın 2 – ci qanunu aşağıdakı kimidir:

Buna görədə 1 və 2 nöqtələri arasında gedən proseslərin kombinasiyasından alınan tsikllərdən ötrü yazırıq: 1a2b1 tsikli üçün

1a2c1 tsikli üçün

Bu ifadələri müqaisə etsək görərik ki,

Aldığımız müəyyən inteqralları qeyri müəyyən inteqral şəklində yazırıq:

Klazius bu ifadəni s ilə işarə etmiş və onu entropiya adlandırmışdır. Klazius, entropiya sözünü qədim yunan “en” – daxilə və “tore” – dönüş, çevrilmə sözlərindən götürmüşdür. Həmin sözün əmələ gəlməsində məqsəd, Klaziusun qeyd etdiyinə görə, bir tərəfdən bu sözün butun dillərdə olduğu kimi işlədilməsindən, digər tərəfdən isə entropiya ilə enerji arasında sıx əlaqə olduğundan, bunların ahəngcə də bir birinə oxşarlığını nəzərdə tutmaqdan ibarətdir. İki nöqtə arasında gedən bütün proseslərin entropiya dəyişmələri bir birinə bərabər olub, prosesin gedişindən, yəni formasından asılı deyildir.

Qeyd etdiyimiz nəticə entropiyanın xassələrindən birini təşkil edir. Yuxarıda göstərmişdik ki, daxili enerjinin dəyişməsi də belə xassəyə malikdir.

Bu düstur, açıq proseslərdən ötrü termodinamikanın ikinci qanunununriyazi ifadəsidir.

Qazlarda gedən əsas proseslər.

Adiabatik proses. p kkordinay sistemində adiabatik prosesini öyrənərkən onun bu sistemində tənliyinin pk = const olduğunu və bu prosesin hiperbola tipli əyri ilə təsvir edildiyini qeyd etmişdik. Həmin prosesi Ts koordinat sistemində təsvir etmək üçün açıq proseslərdən ötrü termodinamikanın ikinci qanununa əsasən yazırıq: Q = Tds = 0 Bueada Tds – in sıfır olması üçün aydındır ki, ds = 0, yəni s = const olmalıdır. Belıliklə s = const

(1)

adiabatik prosesin Ts koordonat sistemində tənliyidir. Həmin prosesin entropiyası sabit qaldığından, belə prosesə bəzən izoentropik prosesdə deyilir. Deməli, adiabatik proses Ts koordinat sistemində ordinata paralel düz xəttlə təsvir olunmuşdur. Bu proses temperaturun artması istiqamətində getdikdə sıxılma, əksinə isə genişlənmə prosesi olur. Beləliklə 1.53 və 1.54 – cü şəkillərdə p və Ts koordinat sistemlərində adiabatik genişlənmələr göstərilmişdir. İzotermik proses.p koordinat sistemində izotermik proses haqqında danışarkən, onun bu sistemdə tənliyini p = const olduğunu və 1.55 - ci şəkildə göstərildiyi kimi, bərabəryanlı hiperbola ilə təsvir olunduğunu qeyd etmişdik.

Aydındır ki, həmin prosesin tənliyi T = const olduğundan, Ts koordinat sistemində absis oxuna paralel düz xəttlə təsvir ediləcəkdir. Bu koordinat sistemində prosesin istiqamətini təyin etmək üçün, entropiyanın dəyişməsinin ifadələrini yazırıq:

Genişlənmə prosesində 2˃ 1 şərti ödəndiyindən, s2 – s1 ˃0 olmalıdır. Buna görə də biz deyirik ki, izotermik genişlənmədə qazın entropiyası artacaq, sıxılmada isə azalacaqdır. 1.55 və 1.56 – cı şəkillərdə izotermik genişlənmə həm p həm də Ts koordinat sistemlərində təsvir olunmuşdur.

İzobarik proses.P koordinat sistemində izobarik prosesdən danışarkən, bu sistemdə onun tənliyini p = const və 1.57 –