Mavzu; Issiqlik dvigatellari va sovutkich mashinalari. Karno sikli. Termodinamikaning II qonuni

KARNO SIKLI

KARNO SIKLI — navbatma-navbat oʻzaro almashinib turuvchi ikki izotermik jarayon va ikki adiabatik jarayondan iborat kaytar aylanma issiqlik jarayoni. Uni birinchi boʻlib NL. S. Karno oʻrgangan (1824). Rasmda Karno sikli koordinatalari r (bosim) va V (hajm) da koʻrsatilgan. Karno siklida ish jismi t-ra G, li issiq jism bilan taʼsirlashib, Qt issiklikni oladi (bunda bugʻ kengayadi va ish bajaradi, izoterma 1—2). Soʻngra ish jismi adiabatik kengayib, t-ra T2 gacha soviydi (adiabata, 2—3). Shu t-ra T2 da ish jismi izotermik siqiladi va u Q2 issiqlikni sovitkichga beradi (izoterma, 3—4). Nihoyat, ish jismi Tt t-rali boshlangʻich holatga qaytadi (adiabata, 4—1). Bunday jarayonda ish jismi bajargan foydali ish pV tekislikda izoterma va adiabata chiziqlar bilan chegaralangan yuzaga teng.
Issiklik mashinasining f. i. k. quyidagicha aniqlanadi: Q[-Q2 A K. s. ning f. i. k. faqat isitkich bilan sovitkichning t-rasiga bogʻliq boʻlib ish bajaruvchi jismning xossalariga bogʻliq emas.
Karno siklini taxlil qilib, quyidagi muhim xulosalarga kelish mumkin: a) aynan bir xil sharoitlarda, yaʼni isitkich va sovitkichlarning t-ralari bir xil boʻlganda barcha qaytuvchan mashinalarning f. i. k. bir xil boʻladi; b) qaytmas mashinaning f. i. k. ish sharoiti oʻxshash boʻlgan qaytuvchan mashinaning f. i. k. dan hamisha kichik boʻladi. Karno sikli termodinamika va teplotexnikaning rivojlanishida muhim rol oʻynaydi.
TERMODINAMIKANING II - QONUNI
Termodinamikada muvozanatli va qaytuvchan jarayonlar katta rol o’ynaydi. SHu sababli bunday jarayonlar bilan tanishamiz. Agar 1 - holatdan 2 - holatga o’tgan sistema uchun 2 - holatdan 1 - holatga shunday o’tish jarayoni mavjud bo’lsa-ki, bunda sistema birinchi jarayonning barcha holatlari orqali teskari tartibda o’tib dastlabki holatiga qaytsa va bunda sistemada ham, atrof muhitda ham, hech qanday o’zgarish alomati qolmasa, sistemaning bunday o’tish jarayoni qaytar jarayon bo’ladi. Aks holda yshbu jarayon qaytmas jarayon bo’lib qoladi. Umuman, tabiatda qaytar jarayonlar yo’q. Real jarayonlarning hammasi qaytmas bo’ladi. Qaytar jarayon — bu ideallashgan tushunchadir. Masalan, matematik mayatnikning ishqalanishsiz tebranadi deb faraz etsak, bu qaytar jarayonga misol bo’la oladi. Har qanday muvozanatli jarayon qaytuvchan bo’ladi. Misol uchun gaz c₁ holatdan s₂ holatga o’tishi uchun uni kengaytirsak, so’ng uni yana siqib dastlabki holatga qaytarsak, va uni R, V grafigida tasvirlasak, yopiq egri chiziqni olamiz. Bunday jarayonni aylanma jarayon, ya’ni sikl deyiladi. Sikllar to’g’ri va teskari bo’ladi. To’g’ri siklda kengayish va siqish jarayonlari orasidagi issiqlik miqdorining ayirmasi hisobiga gaz tashqi kuchlarga qarshi ish bajaradi. Bunday siklda ishlaydigan mashinalar issiqlik mashinasi deyiladi va ular uchun foydali ish koeffitsienti shunday bo’ladi:

, (7.1)

bu yerda Q₁- isitkichdan olingan va Q₂ — sovutkichga berilgan issiqlik miqdorlari.

Aks holdagi jarayonni teskari sikl deyiladi. Teskari siklda ishlaydigan mashinalari sovutkich mashinalari deyiladi.

Biz ko’rgan jarayonlar termodinamikaning 2-qonuni bilan tavsiflanadi. Termodinamikaning 2-qonuni ta’rifini har xil olimlar turlicha berganlar, lekin ularning fizik ma’nosi bir xildir. Bu qonun ta’rifi: