Ko'pgina kimyoviy jarayonlarda bir vaqtning o'zida ikkita hodisa sodir bo'ladi: energiyaning uzatilishi va zarrachalarning bir-biriga nisbatan tartibli joylashuvining o'zgarishi. Barcha zarralar (molekulalar, atomlar, ionlar) tasodifiy harakat qiladi, shuning uchun tizim ko'proq tartiblangan holatdan kamroq tartiblangan holatga o'tishga intiladi. Tizimning buzilishi (tartibsizlik, tartibsizlik) miqdoriy o'lchovidir entropiya S . Misol uchun, agar gaz balloni bo'sh idishga ulangan bo'lsa, u holda silindrdan chiqadigan gaz idishning butun hajmiga taqsimlanadi. Tizim ko'proq tartiblangan holatdan kamroq tartiblangan holatga o'tadi, ya'ni entropiya oshadi (DS > 0).

Tizimning tartibli holatdan kamroq tartiblangan holatga o'tishida entropiya doimo ortadi (DS > 0): moddaning kristallik holatidan suyuqlikka va suyuqlikdan gazsimon holatga o'tishi bilan, ortishi bilan. haroratda, erish va dissotsiatsiya bilan kristalli modda va hokazo.

Tizimning kamroq tartiblangan holatdan ko'proq tartiblangan holatga o'tishida tizimning entropiyasi pasayadi (DS)< 0), например при конденсации, кристаллизации, понижении температуры и т.д.

Termodinamikada entropiyaning o'zgarishi issiqlik bilan quyidagi ifoda bilan bog'liq:

dS = dQ/T yoki DS=DH / T

Moddalarning entropiyalari, shuningdek ularning hosil bo'lish entalpiyalari standart shartlar deb ataladi. standart entropiya 1 mol belgilangan S 0 298 , bu J / (K mol) da o'lchanadigan mos yozuvlar qiymati (2-ilova).

Masalan, standart entropiya

muz……………..S 0 298 = 39,7 J/(K mol);

suv…………….S 0 298 = 70,08 J/(K mol);

suv bug'i ... ..S 0 298 \u003d 188,72 J / (K mol),

bular. entropiya oshadi - moddaning buzilishi darajasi gazsimon holat Ko'proq.

Grafit uchun S 0 298 = 5,74 J / (K mol), olmos uchun S 0 298 = 2,36 J / (K mol), chunki amorf tuzilishga ega moddalar kristalliga qaraganda ko'proq entropiyaga ega.

Entropiya S 0 298, J / (K mol) molekulalarning murakkablashishi bilan o'sadi, masalan:

Kimyoviy reaktsiyalar jarayonida entropiya ham o'zgaradi, shuning uchun gazsimon moddalar molekulalari sonining ko'payishi bilan tizimning entropiyasi oshadi va kamayishi bilan u kamayadi.

Jarayonlar natijasida tizim entropiyasining o'zgarishi tenglama bilan aniqlanadi:

∆S 0 = ∑ ∆S 0 davomi. - ∑ DS 0 ref.

Masalan: reaksiyada

C (grafit) + CO 2 (g) \u003d 2CO (g); DS 0 298 = 87,8 J/K

Tenglamaning chap tomonida 1 mol gazsimon modda CO 2 (g) va o'ngda - 2 mol gazsimon modda 2CO (g), ya'ni tizim hajmi ortadi va entropiya ortadi ( DS > 0).

Entropiyaning oshishi bilan (DS > 0) reaktsiyalar ham sodir bo'ladi:

2 H 2 O (g) \u003d 2 H 2 (g) + O 2 (g)

2 H 2 O 2 (g) \u003d 2 H 2 O (g) + O 2 (g)

CaCO 3 (c) \u003d CaO (c) + CO 2 (g), DS 0 298 \u003d 160,48 J / K

Ammiak hosil bo'lish reaktsiyasida

N 2 (g) + 3 H 2 (g) \u003d 2 NH 3 (g); DS 0 298 \u003d - 103,1 J / K

Tizim hajmi kamayadi va shuning uchun entropiya ham kamayadi (DS< 0).

Entropiyaning pasayishi bilan (DS< 0) протекают реакции:

3 H 2 (g) + N 2 (g) \u003d 2 NH 3 (g)

2 H 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2 H 2 O (g)

O'rtasidagi reaktsiyalarda qattiq moddalar va gazsimon moddalar miqdori o'zgarmaydigan jarayonlarda entropiya amalda o'zgarmaydi va uning o'zgarishi molekulalarning tuzilishi yoki kristall panjaraning tuzilishi bilan belgilanadi, masalan:

C (grafit) + O 2 (g) \u003d CO 2 (g), DS 0 298 \u003d 2,9 J / K

Al (c) + Sb (c) \u003d AlSb (c), DS 0 298 \u003d - 5,01 J / K

№1 misol. Jarayon uchun entropiya o'zgarishini hisoblang va tushuntiring

2SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 2 (g)

Yechim.

DS 0 \u003d 2 S 0 SO 3 (g) - (2 S 0 SO2 (g) + S 0 O 2 (g)) \u003d 2 256,23 - (2 248,1 + 205,04) \u003d - 188 ,78 J/K .

DS dan beri< 0, энтропия уменьшается вследствии уменьшения объема системы, т.е. уменьшения числа молей газообразных веществ (в левой части 3 моль газообразных веществ, в правой – 2 моль).

№2 misol. Jarayon uchun entropiya o'zgarishini hisoblang va tushuntiring:

Yechim. Keling, ilovadan yozamiz. 2 qiymat standart entropiyalar moddalar

Gess qonunining xulosasiga ko'ra,

DS 0 \u003d (2 S 0 CuO (c) + S 0 SO 2 (g)) - (S 0 Cu2S (c) + 2 S 0 O 2 (g)) \u003d (2 42,64 + 248,1) - (119,24) + 205.04) = 9.1 J/K.

Entropiya biroz oshadi, bu O 2 (g) molekulasi bilan solishtirganda SO 2 (g) molekulasi tuzilishining murakkablashishi bilan bog'liq.

№3 misol. Jarayon uchun entropiya o'zgarishini aniqlang:

C (grafit) + O 2 (g) \u003d CO 2 (g)

Yechim: Keling, ilovadan yozamiz. 2 standart entropiya qiymati

DS 0 \u003d S 0 CO2 (g) - (S 0 C (g) + S 0 O2 (g)) \u003d 213,68 - (5,74 + 205,04) \u003d 2,9 J / K.

DS > 0 boʻlgani uchun reaksiya jarayonida entropiya biroz ortadi. Tizim hajmi o'zgarmaydi, lekin O 2 molekulasi bilan solishtirganda CO 2 molekulasining tuzilishi murakkabligi tufayli entropiya ortadi.

Gibbs energiyasi

O'z-o'zidan, ya'ni. tashqaridan energiya sarflamasdan, tizim faqat kamroq barqaror holatdan barqarorroq holatga o'tishi mumkin.

DA kimyoviy jarayonlar bir vaqtning o'zida ikkita omil:

Tizimning eng kam ichki energiyaga ega bo'lgan holatga o'tish tendentsiyasi, bu tizimning entalpiyasini kamaytiradi ( ∆H → min);

Tizimning yanada tartibsiz holatga o'tish tendentsiyasi, bu entropiyani oshiradi ( ∆S → maks).

Tizim energiyasining o'zgarishi deyiladi entalpiya omili , u reaksiyaning issiqlik effekti bo'yicha miqdoriy jihatdan ifodalanadi DH. U bog'lanish va zarrachalarni kattalashtirish tendentsiyasini aks ettiradi.

Tizimdagi entropiyaning ortishi deyiladi entropiya omili , u energiya birliklarida (J) miqdoriy jihatdan ifodalanadi va quyidagicha hisoblanadi T D.S. U zarrachalarning tasodifiy joylashishiga, moddalarning oddiyroq zarrachalarga parchalanishiga moyilligini aks ettiradi.

Bu ikki qarama-qarshi tendentsiyaning doimiy T va P da sodir bo'ladigan jarayonlarga umumiy ta'siri , izobar-izotermik potentsialning o'zgarishi bilan aks ettiriladi yoki erkin energiya Gibbs DG va tenglama bilan ifodalanadi:

∆G = ∆H – T ∆S

Doimiy bosim va haroratda (izobarik-izotermik jarayon) reaktsiyalar o'z-o'zidan Gibbs energiyasini kamaytirish yo'nalishi bo'yicha boradi.

Gibbs energiyasining o'zgarishi tabiatiga ko'ra, jarayonni amalga oshirishning asosiy imkoniyati yoki mumkin emasligi haqida hukm chiqarish mumkin.

Agar a DG< 0 , reaktsiya o'z-o'zidan davom etishi mumkin oldinga yo'nalish. Entalpiya omilining kamayishi va entropiya omilining ortishi qanchalik ko'p bo'lsa, tizimning reaktsiyani davom ettirish tendentsiyasi shunchalik kuchli bo'ladi. Tizimning dastlabki holatidagi Gibbs energiyasi oxirgi holatdagidan kattaroqdir.

Agar Gibbs energiyasi bo'lsa ∆G > 0, reaksiya oldinga yo'nalishda o'z-o'zidan keta olmaydi.

Agar a ∆G=0, sistema kimyoviy muvozanat holatida, entalpiya va entropiya omillari teng. (DH=T DS). Qaysi harorat ∆G = 0, deyiladi reaksiya boshlanishi harorati : T = ∆H/∆S. Bu haroratda ham oldinga, ham teskari reaktsiyalar teng darajada bo'ladi. O'z-o'zidan reaktsiyaning mumkinligi (yoki mumkin emasligi). turli nisbatlar DH va DS qiymatlari jadvalda keltirilgan.

№1 misol.

Cu 2 S (c) + 2 O 2 (g) \u003d 2 CuO (c) + SO 2 (g)

Uning paydo bo'lish ehtimolini belgilang standart shartlar ichida yopiq tizim.

Yechim: Gibbsning erkin energiya o'zgarishi kimyoviy reaksiya standart sharoitlarda (T \u003d 298 K, P \u003d 101325 Pa) DG 0 \u003d DH 0 - T DS 0 tenglamasi bilan hisoblanadi.

Kimyoviy reaksiyaning issiqlik ta'siri DH 0 = - 545,5 kJ (yuqoridagi hisob-kitobga qarang). Kimyoviy reaksiyadagi entropiya o'zgarishi DS 0 = -9,1 J/K (yuqoridagi hisob-kitobga qarang).

DG 0 ni hisoblashda shuni hisobga olish kerakki, DH 0 kJ da, DS 0 esa J / K da ifodalanadi, buning uchun DS 0 ni 10 -3 ga ko'paytirish kerak.

Kimyoviy reaksiyada Gibbs erkin energiya o'zgarishi

DG 0 \u003d DH 0 - T DS 0 \u003d - 545,5 - \u003d -548,21 kJ.

DG 0 dan beri< 0, следовательно, в стандартных условиях самопроизвольное протекание данной химической реакции в прямом направлении возможно.

№2 misol.∆H 0 va ∆S 0 qiymatlariga asoslanib, reaksiyaning ∆G 0 ni hisoblang.

MgCO 3 (c) \u003d MgO (c) + CO 2 (g)

Yopiq tizimda standart sharoitlarda uning oqimining imkoniyatini ko'rsating. Kaltsiy karbonat qaysi haroratda parchalana boshlaydi?

Yechim: Biz 1 va 2-ilovalardan standart etalpiyalarning qiymatlarini yozamiz ∆H0 f, kJ/mol va entropiya S 0, J/(K mol):

Entalpiya va entropiyaning o'zgarishini hisoblang

∆H0= (∆H0 f, MgO(c) + ∆H0 f, CO 2 (g)) - ∆H0 f, MgSO 3 (k) \u003d [-601,24 + (-393,5)] - (-1096,21) \u003d 101,46 kJ;

DS 0 \u003d - S 0 MgSO 3 (k) \u003d - 112,13 \u003d 128,41 J / K.

DG 0 \u003d DH 0 - T DS 0 \u003d 101,46 - 298 128,41 10 -3 \u003d 63,19 kJ.

DG 0 > 0 bo'lganligi sababli, standart sharoitlarda bu reaktsiyaning borishi mumkin emas. DH > 0 va DS > 0 boʻlgani uchun reaksiya yetarlicha yuqori haroratda oʻz-oʻzidan borishi mumkin degan xulosaga kelish mumkin.

Magniy karbonatning parchalanishi boshlanadigan haroratni hisoblang:

T \u003d DH 0 / DS 0 \u003d 101,46 / (128,41 10 -3) \u003d 790,12 K (517,12 0 S).

790,12 K haroratda ham to'g'ri, ham teskari reaktsiyalar bir xil ehtimolga ega. 790,12 K dan yuqori haroratlarda to'g'ridan-to'g'ri reaksiya davom etadi, ya'ni magniy karbonatning parchalanishi sodir bo'ladi.

§6 Entropiya

Odatda, tizimning bir holatdan ikkinchi holatga o‘tishi bilan bog‘liq har qanday jarayon shunday kechadiki, bu jarayonni teskari yo‘nalishda amalga oshirishning iloji yo‘q, shuning uchun tizim bir xil oraliq holatlardan o‘tib, atrofdagi jismlarda hech qanday o‘zgarishsiz o‘tadi. Buning sababi, energiyaning bir qismi jarayonda, masalan, ishqalanish, nurlanish va boshqalar tufayli. Tabiatdagi deyarli barcha jarayonlar qaytarilmasdir. Har qanday jarayonda energiyaning bir qismi yo'qoladi. Energiyaning tarqalishini tavsiflash uchun entropiya tushunchasi kiritiladi. ( Entropiya qiymati xarakterlanadi tizimning termal holati va tananing ushbu holatini amalga oshirish ehtimolini aniqlaydi. Berilgan holat qanchalik ko'p bo'lsa, entropiya shunchalik katta bo'ladi.) Barcha tabiiy jarayonlar entropiyaning ortishi bilan birga keladi. Entropiya faqat yopiq tizimda, ya'ni bu tizimdan tashqaridagi jismlar bilan energiya almashinuvi bo'lmagan tizimda sodir bo'ladigan ideallashtirilgan qaytariladigan jarayondagina doimiy bo'lib qoladi.

Entropiya va uning termodinamik ma'nosi:

Entropiya- bu tizim holatining shunday funktsiyasi bo'lib, uning qaytariladigan jarayonda cheksiz kichik o'zgarishi bu jarayonda kiritilgan cheksiz kichik issiqlik miqdorining u kiritilgan haroratga nisbatiga tengdir.

Yakuniy qaytariladigan jarayonda entropiya o'zgarishini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:

bu yerda integral tizimning 1-boshlang'ich holatidan 2- yakuniy holatga qadar olinadi.

Entropiya davlat funktsiyasi bo'lganligi sababli, u holda integralning xossasiuning hisoblanayotgan kontur (yo'l) shaklidan mustaqilligidir, shuning uchun integral faqat tizimning boshlang'ich va oxirgi holatlari bilan belgilanadi.

• Har qanday teskari jarayonda entropiya o'zgarishi 0 ga teng

(1)

• Buni termodinamika isbotlaydiSorqaga qaytarilmas sikl hosil qiluvchi tizim kuchayadi

Δ S> 0 (2)

(1) va (2) iboralar faqat yopiq tizimlar uchun amal qiladi, agar tizim bilan issiqlik almashsa tashqi muhit, keyin uningShar qanday tarzda o'zini tutishi mumkin.

(1) va (2) munosabatlarni Klauzius tengsizligi sifatida ifodalash mumkin

∆S ≥ 0

bular. yopiq tizimning entropiyasi ortishi (qaytarib bo'lmaydigan jarayonlarda) yoki doimiy bo'lib qolishi mumkin (qaytariladigan jarayonlarda).

Agar tizim 1-holatdan 2-holatga muvozanatli o'tishni amalga oshirsa, u holda entropiya o'zgaradi

qayerda dU va dAmuayyan jarayon uchun yozilgan. Ushbu formulaga ko'ra, DSqo'shimcha konstantagacha aniqlanadi. jismoniy ma'no entropiyaning o'ziga emas, balki entropiyalarning farqiga ega. Ideal gaz jarayonlarida entropiyaning o'zgarishi topilsin.

bular. entropiya o'zgarishiS Δ S 1→2 Ideal gazning 1-holatdan 2-holatga oʻtishi jarayonida jarayonning turiga bogʻliq emas.

Chunki adiabatik jarayon uchun dQ = 0, keyin ∆ S= 0 => S= const , ya'ni adiabatik teskari jarayon doimiy entropiyada boradi. Shuning uchun u izentropik deyiladi.

Da izotermik jarayon (T= const; T 1 = T 2 : )

Izokorik jarayonda (V= const; V 1 = V 2 ; )

Entropiya additivlik xususiyatiga ega: sistemaning entropiyasi tizimga kiritilgan jismlarning entropiyalari yig'indisiga teng.S = S 1 + S 2 + S 3 + ... Molekulalarning issiqlik harakati va boshqa harakat shakllari o'rtasidagi sifat jihatidan farq uning tasodifiyligi, tartibsizligidir. Shuning uchun termal harakatni tavsiflash uchun molekulyar buzilish darajasining miqdoriy o'lchovini kiritish kerak. Agar tananing har qanday ma'lum makroskopik holatini parametrlarning ma'lum o'rtacha qiymatlari bilan ko'rib chiqsak, bu molekulalarning hajmning turli qismlarida va hajmida taqsimlanishida bir-biridan farq qiladigan yaqin mikroholatlarning uzluksiz o'zgarishidan boshqa narsadir. molekulalar o'rtasida taqsimlangan energiya. Ushbu doimiy o'zgaruvchan mikrostatlar soni butun tizimning makroskopik holatining buzilish darajasini tavsiflaydi,wberilgan mikroholatning termodinamik ehtimolligi deyiladi. Termodinamik ehtimollikwtizim holatlari - makroskopik tizimning ma'lum bir holatini amalga oshirish usullari soni yoki ma'lum bir mikroholatni amalga oshiradigan mikroholatlar soni (w≥ 1 va matematik ehtimollik ≤ 1 ).

Biz hodisaning kutilmaganligining o'lchovi sifatida uning ehtimolligining minus belgisi bilan olingan logarifmini olishga kelishib oldik: holatning kutilmaganligi = ga teng.-

Boltsmanning fikricha, entropiyaStizimlar va termodinamik ehtimollik quyidagicha bog'langan:

S=

qayerda - Boltsman doimiysi (). Shunday qilib, entropiya ma'lum bir mikroholatni amalga oshirish mumkin bo'lgan holatlar sonining logarifmi bilan aniqlanadi. Entropiyani t/d tizimining holati ehtimolining o'lchovi sifatida ko'rish mumkin. Boltsman formulasi entropiyaga quyidagi statistik talqinni berishga imkon beradi. Entropiya - bu tizim buzilishining o'lchovidir. Haqiqatan ham, bundan ko'proq raqam mikroholatlar berilgan mikroholatni amalga oshirsa, entropiya shunchalik ko'p bo'ladi. Tizimning muvozanat holatida - tizimning eng ehtimoliy holati - mikroholatlar soni maksimal, entropiya ham maksimal.

Chunki real jarayonlar qaytarib bo'lmaydigan bo'lsa, u holda yopiq tizimdagi barcha jarayonlar uning entropiyasining oshishiga olib keladi - entropiyani oshirish printsipi. Entropiyani statistik talqin qilishda bu yopiq tizimdagi jarayonlar mikroholatlar sonini ko'paytirish yo'nalishi bo'yicha, boshqacha aytganda, kamroq ehtimolli holatlardan ko'proq ehtimoli bo'lgan holatlarga, holatning ehtimolligi maksimal darajaga yetguncha borishini anglatadi.

§7 Termodinamikaning ikkinchi qonuni

Energiyaning saqlanish va energiyaning o'zgarishi qonunini ifodalovchi termodinamikaning birinchi qonuni t/d jarayonlar oqimining yo'nalishini belgilashga imkon bermaydi. Bundan tashqari, bir-biriga zid bo'lmagan jarayonlar to'plamini tasavvur qilish mumkinIm / d ning boshlanishi, unda energiya saqlanadi, lekin tabiatda ular amalga oshirilmaydi. Ikkinchi boshlanishning mumkin bo'lgan formulalari t/d:

1) qaytarilmas jarayonlarda yopiq tizim entropiyasining ortishi qonuni: yopiq tizimdagi har qanday qaytarilmas jarayon shunday sodir bo'ladiki, tizim entropiyasi D ortadi.S≥ 0 (qaytmas jarayon) 2) DS≥ 0 (SQaytariladigan uchun = 0 va DSQaytarib bo'lmaydigan jarayon uchun ≥ 0)

Yopiq tizimda sodir bo'ladigan jarayonlarda entropiya kamaymaydi.

2) Boltsman formulasidan S =, shuning uchun entropiyaning ortishi tizimning kamroq ehtimolli holatdan ehtimoliyroq holatga o'tishini anglatadi.

3) Kelvinga ko'ra: dumaloq jarayon mumkin emas, uning yagona natijasi isitgichdan olingan issiqlikni unga ekvivalent ishga aylantirishdir.

4) Klauziusning fikriga ko'ra: dumaloq jarayon mumkin emas, uning yagona natijasi issiqlikni kamroq isitiladigan jismdan ko'proq isitiladigan jismga o'tkazishdir.

0 K dagi t/d tizimlarini tavsiflash uchun Nernst-Plank teoremasi (t/d ning uchinchi qonuni) qo'llaniladi: harorat 0 K ga yaqinlashganda muvozanatdagi barcha jismlarning entropiyasi nolga intiladi.

Teoremadan Nernst-Plank bunga ergashadiC p= C v = 0 da 0 Kimga

§8 Issiqlik va sovutish mashinalari.

Karno sikli va uning samaradorligi

Kelvinga ko'ra t / d ikkinchi qonunining formulasidan kelib chiqadiki, ikkinchi turdagi abadiy harakat mashinasi mumkin emas. (Doimiy harakatlanuvchi mashina - vaqti-vaqti bilan ishlaydigan dvigatel bo'lib, u bitta issiqlik manbasini sovutish orqali ishlaydi.)

Termostat- bu haroratni o'zgartirmasdan jismlar bilan issiqlik almashinuvi mumkin bo'lgan t / d tizimi.

Issiqlik dvigatelining ishlash printsipi: haroratli termostatdan T 1 - isitgich, har bir tsiklda issiqlik miqdori olinadiQ 1 , va haroratli termostat T 2 (T 2 < T 1) - muzlatgich, bir tsiklda o'tkaziladigan issiqlik miqdoriQ 2 , ish paytida LEKIN = Q 1 - Q 2

Doiraviy jarayon yoki tsikl sistemaning bir qator holatlardan o'tib, dastlabki holatiga qaytishi jarayonidir. Holat diagrammasida sikl yopiq egri chiziq bilan ifodalanadi. Tsikl amalga oshirildi ideal gaz, kengayish (1-2) va qisqarish (2-1) jarayonlariga bo'linishi mumkin, kengayish ishi ijobiydir LEKIN 1-2 > 0, chunkiV 2 > V 1 , siqish ishi salbiy LEKIN 1-2 < 0, т.к. V 2 < V 1 . Shuning uchun gazning bir tsiklda bajargan ishi yopiq 1-2-1 egri chizig'i bilan qoplangan maydon bilan aniqlanadi. Agar tsiklda ijobiy ish bajarilsa (soat yo'nalishi bo'yicha aylanish), u holda tsikl to'g'ridan-to'g'ri deyiladi, agar u teskari tsikl bo'lsa (tsikl soat miliga teskari yo'nalishda sodir bo'ladi).

to'g'ridan-to'g'ri aylanish issiqlik dvigatellarida qo'llaniladi - tashqaridan olingan issiqlik tufayli ishlarni bajaradigan davriy ishlaydigan dvigatellar. Teskari tsikl ishlatiladi sovutish mashinalari- vaqti-vaqti bilan ishlaydigan qurilmalar, ularda ish tufayli tashqi kuchlar issiqlik yuqori haroratli jismga o'tkaziladi.

Dumaloq jarayon natijasida tizim asl holatiga qaytadi va natijada to'liq o'zgaradi. ichki energiya nolga teng. KeyinІ dumaloq jarayon uchun t/d ni boshlang

Q= Δ U+ A= A,

Ya'ni, tsiklda bajarilgan ish tashqaridan olingan issiqlik miqdoriga teng, lekin

Q= Q 1 - Q 2

Q 1 - miqdor tizim tomonidan qabul qilingan issiqlik,

Q 2 - miqdor tizim tomonidan chiqariladigan issiqlik.

Issiqlik samaradorligi dumaloq jarayon uchun tizim bajargan ishning tizimga berilgan issiqlik miqdoriga nisbatiga teng:

ē = 1 uchun shartQ 2 = 0, ya'ni. issiqlik dvigatelida bitta issiqlik manbai bo'lishi kerakQ 1 , lekin bu t/d ning ikkinchi qonuniga zid keladi.

Issiqlik dvigatelida sodir bo'ladigan teskari jarayon sovutish mashinasida qo'llaniladi.

Harorat bilan termostatdan T 2 issiqlik miqdori olinadiQ 2 va harorat bilan termostatga uzatiladiT 1 , issiqlik miqdoriQ 1 .

Q= Q 2 - Q 1 < 0, следовательно A< 0.

Ish qilmasdan, kamroq isitiladigan tanadan issiqlikni olib, uni issiqroqqa berish mumkin emas.

t/d ning ikkinchi qonuniga asoslanib, Karno teoremani chiqardi.

Karno teoremasi: isitish moslamalari harorati bir xil bo'lgan barcha davriy ishlaydigan issiqlik dvigatellari ( T 1) va muzlatgichlar ( T 2), eng yuqori samaradorlik. qaytariladigan mashinalarga ega. K.P.D. teng uchun qaytib mashinalari T 1 va T 2 teng va ishchi suyuqlikning tabiatiga bog'liq emas.

Ishchi jism - dumaloq jarayonni bajaradigan va boshqa jismlar bilan energiya almashinadigan jism.

Karno sikli 2 ta izoterm va 2 ta adiabatdan tashkil topgan eng tejamkor teskari sikldir.

1-2-izotermik kengayish da T 1 isitgich; gazga issiqlik beriladiQ 1 va ish bajariladi

2-3 - adibat. kengaytirish, gaz ishlaydiA 2-3 >0 tashqi jismlar ustida.

3-4 izotermik siqilish da T 2 ta muzlatgich; issiqlik olinadiQ 2 va ish bajariladi;

4-1-adiabatik siqilish, gaz ustida ish bajariladi A 4-1 <0 внешними телами.

Izotermik jarayondaU= const, shuning uchun Q 1 = A 12

1

Adiabatik kengayish bilanQ 2-3 = 0, va gaz ishlaydi A 23 ichki energiya bilan amalga oshiriladi A 23 = - U

Issiqlik miqdoriQ 2 , izotermik siqilish vaqtida gaz tomonidan sovutgichga berilgan siqilish ishiga teng LEKIN 3-4

2

Adiabatik siqilish ishi

Aylanma jarayonda bajarilgan ish

A = A 12 + A 23 + A 34 + A 41 = Q 1 + A 23 - Q 2 - A 23 = Q 1 - Q 2

va 1-2-3-4-1 egri chizig'ining maydoniga teng.

Issiqlik samaradorligi Karno sikli

2-3 va 3-4 jarayonlar uchun adiabatik tenglamadan olamiz

Keyin

bular. samaradorlik Carnot aylanishi faqat isitgich va sovutgichning harorati bilan belgilanadi. Samaradorlikni oshirish uchun farqni oshirish kerak T 1 - T 2 .

******************************************************* ******************************************************