ТЕРМОДИНАМИКА НЕГІЗДЕРІ Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті Физика кафедрасы

1. Идеал газдың ішкі энергиясы Газдың ұлғаю жұмысы 2.Термодинамиканың бірінші заңы 3.Жылусыйымдылқ теориясы 4. Карно циклы және оның ПӘК 5.Энтропия. Энтропииның ықтималды салыстырмалы күйімен байланысы Термодинамиканың екінші заңы және оның физикалық мәні Дәріс жоспары

Идеал газдың ішкі энергиясы Идеал газдың ішкі энергиясы оның молекулаларының кинетикалық энергиясынан тұрады

Жылулық резервуар Ішкі энергияның өзгерісі Ішкі энергия функцияның күйі болып табылады Ішкі энергияның өзгеруінің екі жолы бар : Жүйенің немсе сыртқы күштердің жасайттын ЖҰМЫСЫ; Қоршаған ортадан жүйеге берілетін ЖЫЛУЛЫҚ.

Газ ұлғаюының жұмысы Жұмысты газ атқарады Жұмыс сыртқы күштер тарапынан болады

Жұмыстың графикалық анықталуы Жұмыс ауданға тең

Бір күйден екінші күйге өту әр түрлі процесстер тарапынан болады және ол кездегі атқарылатын жұмыста әр түрлі. Жұмыс функцияның процессі болып табылады Газ жұмысы

Жылудың берілу түрлері 1 Жылу алмазу 2 конвекция 3 сәуле шығару

Жылу алмазу

Конвекция Ыстық су жоғары көтеріледі Суық су төмен түседі Қыздырғыш

Сәуле шығару

Термодинамиканың бірінші заңы

Жылусыйымдылық Меншікті жилусыйымдылық Мольлық жилусыйымдылық

Жылусыйымдылық процесс түріне байланысты Тұрақты көлемдегі мольдық жилусыйымдылық Тұрақты қысымдығы мольдық жилусыйымдылық Мольдық жилусыйымдылық арасындағы байланыс (Майер теңдеуі) Пуассона коэффициенті (адиабата көрсеткіші)

Изобаралық процесс

Изохоралық процесс

Изотермиялық процесс Температурасындағы ыстық су

Адиабаталық процесс Адиабаталық процесс кезінде қысымның ұлғаюы көлемнің кішіреуі мен температураның жоғарылауына тәуелді. Процесстің теңдеуі:

Энтропия қайтымды процесс үшін келтірілген жилу мөлшері Клаузиус өлшем енгізді, оны энтропия деп атады :

Энтропия Больцман энтропияны термодинамикалық ықтималдығымен байланыстырды : Энтропия жүйенің біркелкілік емс шаманы; үлкен энтропия үлкен хаосқа соқтырады

Термодинамиканың екінші бастамасы Суық денеден ыстық деньги жилу берілу мүмкін емс Бір рет қана берілген жилудың көмегімен сыртқы ортаның қасиетін өзгертпей мәңгі қозғалтқыш алу мүмкін емс Оқшауланған жүйедегі энтропия однағы барлық процесстерде кеміді Қайтымды процесстер үшін Кайтымсыз процесстер үшін

Карно циклы 1-2 изотерма 2-3 адиабата 3-4 изотерма 4-1 адиабата

Карно циклы

ТАСЫМАЛДАУ ҚҰБЫЛЫСЫ. НАҚТЫ ГАЗДАР

Дәріс жоспары Эффективтік диаметр Тасымалдау құбылысы Молекуллрдың өзара әсерлесуі Ван-дер-Ваальс теңдеуі Ван-дер-Ваальс изотермасы Фазалық ауысу Күй диаграммасы

Молекулалардың өзара әсерлесу энергиясы

МОЛЕКУЛАНЫҢ ЭФФЕКТИВТІК ДИАМЕТРІ d Молекуланың эффективтік диаметрі – молекулалардың жақындай алтын минимал қашықтығы - Эффективтік диаметр

- молекуланың эффективті қимасы - орташа еркін жүру жолының ұзындығы

Орташа еркін жол ұзындығы

Тасымалдау құбылысы Диффузия Фик заңы

-диффузия коэффициенті

Жылу өткізгіштік q - Дж/c - Вт/м К

Тұтқырлық

Нақты гайдар Дәлдіктің жеткілікті дәрежесіндегі сиретілген нақты гайдар идеал гайдар заңына бағынады. Бұл дегеніміз - молекулалардың арасындағы өзара әсерлесу күштері олардық ара қашықтығына байланыcты Тәжірибелер көрсеткендей, 1 нм аса қашықтықтағы молекулааралық әсерлесуді ескермеуге болады

Нақты гайдар Молекулалардың өзіндік көлемі Идеал газ моделіндегі молекулалар – арасында әсерлесу күштері болмайтын материалдық нүктелер. Дегенмен 100 атм қысымда молекулалардың өзіндік көлемі барлық қысымның 50% құрайды, және олардың арасындағы әсерлесу күші бірден өседі

Қысым ұлғайғанда сығылғaн газ көлемі молекулалардың өздері алтын көлемге теңеседі

Идеал газ күйінің теңдеуі төмен қысымда және жоғары температурадағы гайдар әрекетін сипаттауға пайдалы. Идеал газадың берілген күйден ауытқуы сығылу коэффициентімен Z сипатталады Егер Z = 1 бокса, идеал газ қасиетіне жақын болады Сығылу коэффициенті Z 1-ден өзгеше бокса,солғұрлым идеал загадан ауытқуы күштірек болады

Нақты гайдар Тебілу Тартылу Молекулалар арасында тартылыс және тебіліс күштері болады

Молекулалардың потенциялдық және кинетикалық энергия лары арасындағы арақатынас агрегаттық күйлерге бөлу үшін сындық болып табылады

Нақты газ күйінің теңдеуі –Ван-дер-Ваальс теңдеуі Нақты гайдарда келесі ескерілу керек: Бөлшектерде өз көлемі болады Молекулалар арасында тартылыс және тебіліс күштері бар Идеал газ күйінің теңдеуі молекулалардың өз көлемі мен олардың әсерлесуі ескерілетіндей түрлендірілуі қажет

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ТЕҢДЕУІ Газдың 1 молі үшін Молекулалардың өзара әсерлесуін ескеру Молекуланың өз көлеміне түзетілім Газдың туынды массы үшін

B-тұрақтысы молекула өлшеміне байланысты: үлкен молекула үшін оның мәні де үлкен a-молекулалар арасындағы тартылыс күшінің шаманы

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ИЗОТЕРМАЛАРЫ Ван-дер-Ваальса теңдеуі – 3-дәрежеде V қатысты, сондықтан 3 заттық түбірі болуы мүмкін db жеріндегі ұлғаю қысым ұлғаюымен жүреді, оның физикалық мағынасы жоқ, сол себепті бірден ea секірісі болады

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ИЗОТЕРМАЛАРЫ Жоғары температура лорда идеал газ изотермаларынан ауытқу кішірек көрсетілген

Нақты газдың ішкі энергиясы Нақты газдың ішкі энергиясы молекулалардың кинетикалық,сендай –ақ потенциалдық энергия ларынан құралады Газдың 1 молі үшін: Молекулалардың кинетикалық энергиясының қосындысы Молекулалардың потенциалдық энергиясының қосындысы

Ван-дер-Ваальс теңдеуіне бағынатын газ үшін күйлердің сындық шамаларының мәндері

Фаза – химиялық құрамы бірдей және 1 термодинамикалық күйдегі жүйенің барлық бөліктерінің байланысы Фаза – химиялық құрамы бірдей және 1 термодинамикалық күйдегі жүйенің барлық бөліктерінің байланысы Фазалық ауысулар 1 реттік фазалық ауысу мысалдары: балқу – қату балансу – конденсация Сублимация : 2 реттік фазалық ауысу мысалдары: ферромагнетиктің парамагнетики ауысуы және керісінше. Металдың жоғары өтімді күйге ауысуы Сұйық гелийдің аққыштығы жоғары күйге айналуы

Біртекті қоспа үшін фаза ұғымы агрегаттық күймен сәйкес келеді сұйықтық газ Қатты күй температура Молекулярлық қозғалыс Молекулалардың өзара әсерлесуі

Күй диаграммасы Егер жүйе біртекті бокса, одна фаза ұғымы агрегаттық күймен сәйкес келеді Күй диаграммасы – фазалық ауысудың температурасы мен қысымы арасындағы тәуелділік диаграмма на 3-ке бөлетін қатты,сұйық,газ шарттарына сайт балансу,балқу,сублимация қисықтары түріндегі графикте бейнеленген

Су үшін Күй диаграммасы

Сындық нүкте Үштік нүкте Үштік нүкте: заттың 3 фазасының бірдей болуының шорты Сындық нүкте: сындықтан жоғары температурада ешқандай қысым ұлғаюымен газды сұйыққа айналдыруға болмайды

Назар аударғандарыңызға рахмет!