የሃሳባዊ ጋዝ ውስጣዊ ሃይል - ባህሪያት፣ ቲዎሪ እና ቀመር

ዝርዝር ሁኔታ:

የሃሳባዊ ጋዝ ውስጣዊ ሃይል - ባህሪያት፣ ቲዎሪ እና ቀመር
የሃሳባዊ ጋዝ ውስጣዊ ሃይል - ባህሪያት፣ ቲዎሪ እና ቀመር
Anonim

የተለያዩ የመጠን ደረጃ ሞዴሎችን በመጠቀም የተለየ አካላዊ ክስተት ወይም የክስተቶችን ክፍል ግምት ውስጥ ማስገባት ምቹ ነው። ለምሳሌ የጋዝ ባህሪን ሲገልጹ አካላዊ ሞዴል ጥቅም ላይ ይውላል - ተስማሚ ጋዝ.

ማንኛውም ሞዴል የተግባራዊነት ገደቦች አሉት፣ከዚህ ውጭ ማጣራት ወይም የበለጠ ውስብስብ አማራጮች መተግበር አለበት። እዚህ በተወሰነ ገደብ ውስጥ በጣም አስፈላጊ በሆኑት የጋዞች ባህሪያት ላይ በመመስረት የአካላዊ ስርአት ውስጣዊ ሃይልን የሚገልፅ ቀላል ሁኔታን እንመለከታለን።

ጥሩ ጋዝ

ይህ አካላዊ ሞዴል፣ አንዳንድ መሰረታዊ ሂደቶችን ለመግለፅ እንዲመች፣ እውነተኛ ጋዝን በሚከተለው መልኩ ያቃልላል፡

  • የጋዝ ሞለኪውሎችን መጠን ቸል ይላል። ይህ ማለት ይህ ግቤት በቂ መግለጫ ለማግኘት አስፈላጊ ያልሆነባቸው ክስተቶች አሉ።
  • የኢንተር ሞለኪውላር መስተጋብርን ቸል ይላል ፣ ማለትም ፣ በእሱ ፍላጎት ሂደቶች ውስጥ ቸል በሚባሉ የጊዜ ክፍተቶች ውስጥ እንደሚታዩ እና የስርዓቱን ሁኔታ እንደማይጎዱ ይቀበላል። በዚህ ሁኔታ, ግንኙነቶቹ በፍፁም የመለጠጥ ተፅእኖ ተፈጥሮ ውስጥ ናቸው, በእሱ ላይ ምንም የኃይል ኪሳራ አይኖርም.መበላሸት።
  • የሞለኪውሎችን ከታንክ ግድግዳዎች ጋር ያለውን ግንኙነት ችላ ይላል።
  • የ"ጋዝ ማጠራቀሚያ" ስርዓት በቴርሞዳይናሚክስ ሚዛናዊነት ተለይቶ ይታወቃል።
በእውነተኛ እና በእውነተኛ ጋዝ መካከል ያሉ ልዩነቶች
በእውነተኛ እና በእውነተኛ ጋዝ መካከል ያሉ ልዩነቶች

ይህ ሞዴል ግፊቶች እና የሙቀት መጠኑ በአንጻራዊ ሁኔታ ዝቅተኛ ከሆነ እውነተኛ ጋዞችን ለመግለጽ ተስማሚ ነው።

የቁሳዊ ስርዓት የሀይል ሁኔታ

ማንኛውም ማክሮስኮፒክ ፊዚካዊ ስርዓት (ሰውነት፣ ጋዝ ወይም ፈሳሽ በመርከቧ ውስጥ) ከራሱ ጉልበት እና አቅም በተጨማሪ አንድ ተጨማሪ የኃይል አይነት - ውስጣዊ። ይህ እሴት የሚገኘው የአካላዊ ስርአቶችን - ሞለኪውሎች - ሞለኪውሎችን የሚያካትት የሁሉንም ንዑስ ስርዓቶች ሃይል በማጠቃለል ነው።

በጋዝ ውስጥ ያለ እያንዳንዱ ሞለኪውል እንዲሁ የራሱ አቅም እና ጉልበት አለው። የኋለኛው ደግሞ በተከታታይ በተዘበራረቀ የሞለኪውሎች የሙቀት እንቅስቃሴ ምክንያት ነው። በመካከላቸው ያሉ የተለያዩ መስተጋብሮች (የኤሌክትሪክ መስህብ፣ መቀልበስ) የሚወሰኑት እምቅ ጉልበት ነው።

የማንኛውም የአካል ክፍሎች የኢነርጂ ሁኔታ በስርአቱ ማክሮስኮፒያዊ ሁኔታ ላይ ምንም ተጽእኖ ካላሳደረ ግምት ውስጥ እንደማይገባ መታወስ አለበት። ለምሳሌ, በመደበኛ ሁኔታዎች ውስጥ, የኑክሌር ኃይል በአካላዊ ሁኔታ ላይ በሚደረጉ ለውጦች ውስጥ እራሱን አይገለጽም, ስለዚህ ግምት ውስጥ መግባት የለበትም. ነገር ግን በከፍተኛ ሙቀት እና ጫናዎች ይህ አስቀድሞ አስፈላጊ ነው።

በመሆኑም የሰውነታችን ውስጣዊ ሃይል የንጥረቶቹን እንቅስቃሴ እና መስተጋብር ባህሪ ያንፀባርቃል። ይህ ማለት ቃሉ በተለምዶ ከሚሠራው "የሙቀት ኃይል" ቃል ጋር ተመሳሳይ ነው ማለት ነው።

Monatomic ideal ጋዝ

Monatomic ጋዞች ማለትም አተሞቻቸው ወደ ሞለኪውሎች ያልተዋሃዱ በተፈጥሮ ውስጥ አሉ - እነዚህ የማይነቃቁ ጋዞች ናቸው። እንደ ኦክሲጅን፣ ናይትሮጅን ወይም ሃይድሮጂን ያሉ ጋዞች ሊኖሩ የሚችሉት በሁኔታዎች ውስጥ ነው ሃይል ከውጭ በሚወጣበት ጊዜ ይህንን ሁኔታ ያለማቋረጥ ያድሳል ፣ ምክንያቱም አተሞቻቸው በኬሚካላዊ ንቁ እና ወደ ሞለኪውል የመቀላቀል አዝማሚያ ስለሚኖራቸው።

Monatomic ተስማሚ ጋዝ
Monatomic ተስማሚ ጋዝ

በተወሰነ መጠን ባለው ዕቃ ውስጥ የተቀመጠውን ሞናቶሚክ ሃሳባዊ ጋዝ ያለውን የኃይል ሁኔታ እናስብ። ይህ በጣም ቀላሉ ጉዳይ ነው. እናስታውሳለን የኤሌክትሮማግኔቲክ አተሞች በራሳቸው መካከል እና ከመርከቧ ግድግዳዎች ጋር, እና በዚህም ምክንያት, እምቅ ጉልበታቸው እዚህ ግባ የሚባል አይደለም. ስለዚህ የጋዝ ውስጣዊ ሃይል የሚያጠቃልለው የአተሞች ኪነቲክ ኢነርጂዎች ድምርን ብቻ ነው።

በጋዝ ውስጥ የሚገኙትን የአተሞች አማካኝ የኪነቲክ ሃይል በቁጥራቸው በማባዛት ማስላት ይቻላል። አማካይ ኢነርጂ ኢ=3/2 x R / NA x T ሲሆን R ሁለንተናዊ ጋዝ ቋሚ ነው፣ NA የአቮጋድሮ ቁጥር ነው። T ፍጹም የጋዝ ሙቀት ነው. የአተሞች ብዛት የሚሰላው የቁስ መጠንን በአቮጋድሮ ቋሚ በማባዛት ነው። የሞናቶሚክ ጋዝ ውስጣዊ ጉልበት U=NA x m / M x 3/2 x R/NA x T=እኩል ይሆናል 3/2 x ሜትር / M x RT. እዚህ m የጅምላ ሲሆን ኤም ደግሞ የጋዝ ሞላር ክብደት ነው።

የጋዙ ኬሚካላዊ ውህደቱ እና የጅምላነቱ ሁሌም ተመሳሳይ እንደሆኑ እንገምታለን። በዚህ ሁኔታ, ከተገኘው ቀመር እንደሚታየው, የውስጣዊው ኃይል በጋዝ ሙቀት ላይ ብቻ ይወሰናል. ለትክክለኛ ጋዝ, በተጨማሪ ግምት ውስጥ ማስገባት አስፈላጊ ይሆናልየሙቀት መጠን፣ የአተሞች እምቅ ሃይል ላይ ተጽእኖ ስለሚያሳድር የድምጽ ለውጥ።

ሞለኪውላር ጋዞች

ከላይ ባለው ቀመር ቁጥር 3 የአንድ ሞናቶሚክ ቅንጣት የመንቀሳቀስ ነጻነት ዲግሪዎች ብዛትን ያሳያል - የሚወሰነው በቦታ ውስጥ ባሉ መጋጠሚያዎች ብዛት: x, y, z. ለሞናቶሚክ ጋዝ ሁኔታ፣ አተሞቹ ቢዞሩ ምንም ለውጥ የለውም።

ሞለኪውሎች ሉላዊ አሲሚሜትሮች ናቸው፣ስለዚህ የሞለኪውላር ጋዞችን የኢነርጂ ሁኔታ ሲወስኑ የመዞሪያቸውን የእንቅስቃሴ ሃይል ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል። ዲያቶሚክ ሞለኪውሎች፣ ከተዘረዘሩት የነፃነት ደረጃዎች በተጨማሪ፣ ከትርጉም እንቅስቃሴ ጋር የተያያዙ፣ ሁለት ተጨማሪ እርስ በርስ በተደጋገሙ ዘንጎች ዙሪያ ከመዞር ጋር የተቆራኙ ናቸው። ፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች ሶስት እንደዚህ ያሉ ገለልተኛ የማዞሪያ መጥረቢያዎች አሏቸው። ስለዚህም የዲያቶሚክ ጋዞች ቅንጣቶች በ f=5 የነጻነት ዲግሪዎች ተለይተው ይታወቃሉ፣ ፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች ግን f=6. አላቸው።

የጋዝ ሞለኪውሎች የነፃነት ደረጃዎች
የጋዝ ሞለኪውሎች የነፃነት ደረጃዎች

በሙቀት እንቅስቃሴ ውስጥ ባለው የዘፈቀደነት ምክንያት ሁሉም የመዞሪያ እና የትርጉም እንቅስቃሴ አቅጣጫዎች ፍጹም እኩል ሊሆኑ ይችላሉ። በእያንዳንዱ የእንቅስቃሴ አይነት የሚያበረክተው አማካይ የኪነቲክ ሃይል ተመሳሳይ ነው። ስለዚህ የ f እሴትን በቀመር ውስጥ በመተካት የማንኛውንም ሞለኪውላዊ ቅንጅት ተስማሚ ጋዝ ውስጣዊ ሃይልን ለማስላት ያስችለናል-U=f / 2 x m / M x RT.

በእርግጥ ይህ ዋጋ በንጥረ ነገር መጠን ማለትም በምን ያህል መጠን እና በምን አይነት ጋዝ እንደወሰድን እንዲሁም በዚህ ጋዝ ሞለኪውሎች አወቃቀር ላይ የተመሰረተ እንደሆነ ከቀመርው እንመለከታለን። ሆኖም ግን, የጅምላ እና የኬሚካላዊ ቅንብርን ላለመቀየር ተስማምተናል, ከዚያ ግምት ውስጥ ያስገቡየምንፈልገው ሙቀት ብቻ ነው።

አሁን የ U ዋጋ ከሌሎች የጋዝ ባህሪያት - መጠን እና ግፊት ጋር እንዴት እንደሚዛመድ እንመልከት።

የውስጥ ሃይል እና ቴርሞዳይናሚክስ ሁኔታ

የሙቀት መጠን፣ እንደሚያውቁት፣ የስርዓቱ ቴርሞዳይናሚክስ ሁኔታ መለኪያዎች አንዱ ነው (በዚህ ሁኔታ ጋዝ)። ተስማሚ በሆነ ጋዝ ውስጥ ከግፊት እና ከድምጽ ጋር የተያያዘ ነው በግንኙነት PV=m / M x RT (የ Clapeyron-Mendeleev እኩልነት ተብሎ የሚጠራው). የሙቀት መጠን የሙቀት ኃይልን ይወስናል. ስለዚህ የኋለኛው ክፍል ከሌሎች የግዛት መለኪያዎች ስብስብ አንጻር ሊገለጽ ይችላል. ለቀድሞው ግዛት እና ለተለወጠበት መንገድ ግድየለሽ ነው።

ስርአቱ ከአንዱ ቴርሞዳይናሚክ ሁኔታ ወደ ሌላ ሲሸጋገር የውስጥ ሃይል እንዴት እንደሚቀየር እንይ። በእንደዚህ ዓይነት ሽግግር ውስጥ ያለው ለውጥ የሚወሰነው በመጀመሪያ እና በመጨረሻው ዋጋዎች መካከል ባለው ልዩነት ነው. ስርዓቱ ከተወሰነ መካከለኛ ሁኔታ በኋላ ወደ መጀመሪያው ሁኔታው ከተመለሰ ይህ ልዩነት ከዜሮ ጋር እኩል ይሆናል።

ተስማሚ ጋዝ ባህሪ
ተስማሚ ጋዝ ባህሪ

በጋኑ ውስጥ ያለውን ጋዝ ሞክረን (ይህም ተጨማሪ ጉልበት አምጥተናል) እንበል። የጋዝ ቴርሞዳይናሚክስ ሁኔታ ተለውጧል: የሙቀት መጠኑ እና ግፊቱ ጨምሯል. ይህ ሂደት ድምጹን ሳይቀይር ይሄዳል. የእኛ የጋዝ ውስጣዊ ጉልበት ጨምሯል. ከዚያ በኋላ ጋዛችን ወደ ቀድሞው ሁኔታው እየቀዘቀዘ የመጣውን ኃይል ተወ። እንደዚህ ያለ ነገር ለምሳሌ የእነዚህ ሂደቶች ፍጥነት ምንም አይሆንም. በማንኛውም የማሞቅ እና የማቀዝቀዝ ፍጥነት በጋዙ ውስጣዊ ሃይል ላይ የሚፈጠረው ለውጥ ዜሮ ነው።

ዋናው ነጥብ የሙቀት ኃይል ተመሳሳይ እሴት ከአንድ ሳይሆን ከበርካታ ቴርሞዳይናሚክስ ግዛቶች ጋር ሊዛመድ ይችላል።

የሙቀት ሃይል ለውጥ ተፈጥሮ

ሀይል ለመቀየር ስራ መሰራት አለበት። ስራ በጋዙ በራሱ ወይም በውጭ ሃይል ሊሰራ ይችላል።

በመጀመሪያው ሁኔታ ለሥራ አፈፃፀም የሚውለው የኃይል ወጪ በጋዝ ውስጣዊ ጉልበት ምክንያት ነው. ለምሳሌ፣ ፒስተን ባለው ታንክ ውስጥ የተጨመቀ ጋዝ ነበረን። ፒስተን ከተለቀቀ, የሚሰፋው ጋዝ ማንሳት ይጀምራል, ሥራ ይሠራል (ለጥቅም, ፒስተን አንድ ዓይነት ጭነት ያነሳል). የጋዝ ውስጣዊ ሃይል በስበት ኃይል እና በግጭት ኃይሎች ላይ ለሚደረገው ስራ በሚወጣው መጠን ይቀንሳል፡ U2=U1 - A. በዚህ ውስጥ እንደ አጋጣሚ ሆኖ የጋዝ ስራው አዎንታዊ ነው ምክንያቱም በፒስተን ላይ የሚተገበረው የኃይል አቅጣጫ ከፒስተን እንቅስቃሴ አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ነው.

ፒስተኑን ዝቅ ማድረግ፣ ከጋዝ ግፊት ሃይል እና ከግጭት ሃይሎች ላይ ስራ በመስራት እንጀምር። ስለዚህ, የተወሰነ የኃይል መጠን ያለውን ጋዝ እናሳውቅዎታለን. እዚህ የውጪ ሃይሎች ስራ እንደ አዎንታዊ ይቆጠራል።

ከሜካኒካል ስራ በተጨማሪ ሃይልን ከጋዝ የምንወስድበት ወይም ሃይል የምንሰጥበት ለምሳሌ እንደ ሙቀት ማስተላለፊያ (ሙቀት ማስተላለፊያ) አለ። ጋዝ በማሞቅ ምሳሌ ውስጥ አስቀድመን አግኝተናል. በሙቀት ማስተላለፊያ ሂደቶች ውስጥ ወደ ጋዝ የሚተላለፈው ኃይል የሙቀት መጠን ይባላል. ሶስት ዓይነት የሙቀት ማስተላለፊያዎች አሉ፡- ኮንዳክሽን፣ ኮንቬክሽን እና የጨረር ማስተላለፊያ። እስቲ ጠለቅ ብለን እንያቸው።

Thermal conductivity

የቁስ አካል ሙቀትን የመለዋወጥ ችሎታ፣በሙቀት እንቅስቃሴ ወቅት እርስ በርስ በሚጋጩበት ጊዜ የኪነቲክ ኃይልን ወደ እርስ በርስ በማስተላለፍ በእንክብሎቹ ይከናወናል - ይህ የሙቀት አማቂነት ነው። የእቃው የተወሰነ ቦታ ቢሞቅ ፣ ማለትም ፣ የተወሰነ የሙቀት መጠን ከተሰጠ ፣ ከተወሰነ ጊዜ በኋላ የውስጣዊው ኃይል በአተሞች ወይም በሞለኪውሎች ግጭት ፣ በሁሉም ቅንጣቶች መካከል በአማካይ አንድ ወጥ በሆነ መልኩ ይሰራጫል።

የሙቀት ማስተላለፊያነት በጠንካራ መልኩ በግጭቶች ድግግሞሽ ላይ የሚመረኮዝ መሆኑን እና ይህም በተራው በንጥሎች መካከል ባለው አማካይ ርቀት ላይ እንደሚገኝ ግልጽ ነው። ስለዚህ, ጋዝ, በተለይም ተስማሚ ጋዝ, በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መቆጣጠሪያ ባህሪይ ነው, እና ይህ ንብረት ብዙ ጊዜ ለሙቀት መከላከያነት ያገለግላል.

ዝቅተኛ የሙቀት ማስተላለፊያ ጋዝ ትግበራ
ዝቅተኛ የሙቀት ማስተላለፊያ ጋዝ ትግበራ

ከትክክለኛ ጋዞች፣ ሞለኪውሎቻቸው በጣም ቀላል እና በተመሳሳይ ጊዜ ፖሊቶሚክ ለሆኑ ሰዎች የሙቀት አማቂነት ከፍ ያለ ነው። ሞለኪውላር ሃይድሮጂን ይህንን ሁኔታ በከፍተኛ ደረጃ ያሟላል, እና ሬዶን, እንደ በጣም ከባድ ሞኖቶሚክ ጋዝ, በትንሹም ቢሆን. ጋዙ በበዛ ቁጥር የባሰ የሙቀት ማስተላለፊያ ነው።

በአጠቃላይ ሃይልን በሙቀት ማስተላለፊያ አማካኝነት ለሃሳባዊ ጋዝ ማስተላለፍ በጣም ውጤታማ ያልሆነ ሂደት ነው።

Convection

ለጋዝ ይበልጥ ቀልጣፋ የሆነው ይህ የሙቀት ማስተላለፊያ አይነት ለምሳሌ ኮንቬክሽን ሲሆን በውስጡም የውስጥ ሃይል የሚሰራጨው በስበት መስክ ውስጥ በሚዘዋወር የቁስ አካል ነው። በሙቀት መስፋፋት ምክንያት ትንሽ ጥቅጥቅ ያለ ስለሆነ የሙቅ ጋዝ ወደ ላይ የሚወጣው በአርኪሜዲያን ኃይል ምክንያት ይፈጠራል። ወደ ላይ የሚሄደው ሙቅ ጋዝ ያለማቋረጥ በቀዝቃዛ ጋዝ ይተካል - የጋዝ ዝውውሩ ይመሰረታል.ስለዚህ ውጤታማነቱን ለማረጋገጥ ፈጣን ማሞቂያ በኮንቬክሽን አማካኝነት የጋዝ ታንከሩን ከታች - ልክ እንደ ማንቆርቆሪያ ውሃ ማሞቅ ያስፈልጋል.

ከጋዙ ላይ የተወሰነ መጠን ያለው ሙቀት ማንሳት ካስፈለገ ማቀዝቀዣውን ወደ ላይ ማስቀመጥ የበለጠ ውጤታማ ይሆናል ምክንያቱም ለማቀዝቀዣው ሃይል የሰጠው ጋዝ በስበት ኃይል ተጽኖ ወደ ታች ስለሚወርድ ፍሪጅውን ከላይ ማስቀመጥ የተሻለ ነው።.

በጋዝ ውስጥ የመቀየሪያ ምሳሌ የቤት ውስጥ አየርን በማሞቅ ስርዓቶች (በተቻለ መጠን በክፍሉ ውስጥ ይቀመጣሉ) ወይም አየር ማቀዝቀዣን በመጠቀም ማቀዝቀዝ እና በተፈጥሮ ሁኔታዎች ውስጥ የሙቀት መጨመር ክስተት መንስኤዎች ናቸው ። የአየር ብዛት እንቅስቃሴ እና የአየር ሁኔታን እና የአየር ሁኔታን ይነካል ።

የስበት ኃይል በማይኖርበት ጊዜ (ክብደት ከሌለው በጠፈር መርከብ ውስጥ) ኮንቬክሽን ማለትም የአየር ሞገዶች ዝውውር አልተቋቋመም። ስለዚህ በጠፈር መንኮራኩሩ ላይ የጋዝ ማቃጠያዎችን ወይም ግጥሚያዎችን ማብራት ምንም ትርጉም የለሽ ነው-የሙቀት ማቃጠያ ምርቶች ወደ ላይ አይለቀቁም ፣ እና ኦክስጅን ለእሳት ምንጭ ይቀርባል እና እሳቱ ይጠፋል።

በከባቢ አየር ውስጥ መለዋወጥ
በከባቢ አየር ውስጥ መለዋወጥ

የጨረር ማስተላለፍ

አንድ ንጥረ ነገር በሙቀት ጨረሮች አማካኝነት ሊሞቅ ይችላል፣ አቶሞች እና ሞለኪውሎች ኤሌክትሮማግኔቲክ ኳንታ - ፎቶን በመምጠጥ ሃይል ሲያገኙ። በዝቅተኛ የፎቶን ድግግሞሽ, ይህ ሂደት በጣም ውጤታማ አይደለም. ማይክሮዌቭ ምድጃ ስንከፍት ትኩስ ምግብ በውስጣችን እንደምናገኝ አስታውስ, ነገር ግን ሞቃት አየር አይደለም. በጨረር ድግግሞሽ መጨመር የጨረር ማሞቂያው ተፅእኖ ይጨምራል, ለምሳሌ, በምድር ላይኛው ከባቢ አየር ውስጥ, በጣም አልፎ አልፎ የሚወጣ ጋዝ በከፍተኛ ሁኔታ ይሞቃል እናionized በፀሃይ አልትራቫዮሌት።

የተለያዩ ጋዞች የሙቀት ጨረር በተለያየ ዲግሪ ይቀበላሉ። ስለዚህ, ውሃ, ሚቴን, ካርቦን ዳይኦክሳይድ በጣም አጥብቀው ይይዛሉ. የግሪንሀውስ ተፅእኖ ክስተት በዚህ ንብረት ላይ የተመሰረተ ነው።

የመጀመሪያው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ

በአጠቃላይ በጋዝ ማሞቂያ (ሙቀት ማስተላለፊያ) የውስጥ ሃይል ለውጥ እንዲሁ በጋዝ ሞለኪውሎች ላይም ሆነ በነሱ ላይ በውጭ ሃይል (በተመሳሳይ መንገድ ይገለጻል ፣ ግን በተቃራኒው) ስራ ለመስራት ይወርዳል። ምልክት)። ከአንዱ ግዛት ወደ ሌላ አገር በሚሸጋገርበት መንገድ ምን ሥራ ተሠርቷል? የኃይል ጥበቃ ህግ ይህንን ጥያቄ በትክክል እንድንመልስ ይረዳናል, ከቴርሞዳይናሚክስ ስርዓቶች ባህሪ ጋር በተዛመደ የእሱ concretization - የመጀመሪያው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ።

ህጉ ወይም አለም አቀፋዊው የሀይል ጥበቃ መርህ በጥቅሉ ሲታይ ጉልበት ከምንም አይወለድም እና ያለ ምንም ምልክት አይጠፋም ነገር ግን ከአንዱ ወደሌላ መልኩ ብቻ እንደሚያልፍ ይናገራል። ከቴርሞዳይናሚክ ሲስተም ጋር በተገናኘ ይህ በሲስተሙ የተከናወነው ሥራ በሲስተሙ ውስጥ ባለው የሙቀት መጠን (ሃሳባዊ ጋዝ) እና በውስጣዊው የኃይል ለውጥ መካከል ባለው ልዩነት መካከል በሚገለጽበት መንገድ ሊታወቅ ይገባል ። በሌላ አነጋገር ወደ ጋዝ የሚተላለፈው የሙቀት መጠን በዚህ ለውጥ እና በስርዓቱ አሠራር ላይ ይውላል።

ይህ የተጻፈው በቀመር መልክ በጣም ቀላል ነው፡- dA=dQ – dU፣ እና በዚሁ መሠረት dQ=dU + dA.

እነዚህ መጠኖች በክልሎች መካከል የሚደረገው ሽግግር በሚደረግበት መንገድ ላይ እንደማይወሰኑ አስቀድመን እናውቃለን። የዚህ ሽግግር ፍጥነት እና፣ በውጤቱም፣ ውጤታማነቱ በዘዴው ላይ የተመሰረተ ነው።

እንደ ሁለተኛውየቴርሞዳይናሚክስ መጀመሪያ ፣ ከዚያ የለውጡን አቅጣጫ ያዘጋጃል-ሙቀት ከውጭ ተጨማሪ የኃይል ግብዓት ከሌለው ከቀዝቃዛ (እና ብዙ ኃይል ከሌለው) ጋዝ ወደ ሙቅ ሊተላለፍ አይችልም። ሁለተኛው ህግ እንደሚያመለክተው በስርአቱ ለስራ የሚውለው ሃይል ከፊሉ መጥፋቱ የማይቀር ነው (አይጠፋም ነገር ግን ወደማይጠቅም መልኩ ይቀየራል)።

የቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶች

በሀቅለኛ ጋዝ የኃይል ሁኔታዎች መካከል የሚደረጉ ሽግግሮች በአንዱ ወይም በሌላ መመዘኛዎች ውስጥ የተለያዩ የለውጥ ዘይቤዎች ሊኖሩት ይችላል። በተለያዩ ዓይነቶች ሽግግር ሂደቶች ውስጥ ያለው ውስጣዊ ጉልበት እንዲሁ የተለየ ባህሪ ይኖረዋል። ብዙ አይነት ሂደቶችን በአጭሩ እንመልከታቸው።

የ Isoprocess ፕላቶች
የ Isoprocess ፕላቶች
  • የአይሶኮሪክ ሂደት ያለ የድምጽ መጠን ለውጥ ይቀጥላል፣ስለዚህ ጋዝ ምንም አይሰራም። በመጨረሻው እና በመጀመሪያው የሙቀት መጠን መካከል ባለው ልዩነት ምክንያት የጋዝ ውስጣዊ ሃይል ይለወጣል።
  • Isobaric ሂደት የሚከሰተው በቋሚ ግፊት ነው። ጋዙ ይሰራል፣ እና የሙቀት ኃይሉ ልክ እንደበፊቱ ሁኔታ በተመሳሳይ መንገድ ይሰላል።
  • Isothermal ሂደት በቋሚ የሙቀት መጠን ይገለጻል, እና ስለዚህ, የሙቀት ኃይል አይለወጥም. በጋዝ የሚቀበለው የሙቀት መጠን ሙሉ ለሙሉ ስራ ለመስራት ይውላል።
  • Adiabatic ወይም adiabatic ሂደት የሚካሄደው ሙቀት ማስተላለፍ በሌለበት ጋዝ ውስጥ፣በሙቀት በተሸፈነ ታንክ ውስጥ ነው። ሥራ የሚከናወነው በሙቀት ኃይል ወጪ ብቻ ነው: dA=- dU. በ adiabatic መጭመቅ, የሙቀት ኃይል ይጨምራል, በቅደም ተከተል, በማስፋፋትእየቀነሰ ነው።

የተለያዩ ኢሶፕሮሰሰሮች የሙቀት ሞተሮችን ተግባር ይከተላሉ። ስለዚህ የኢሶኮሪክ ሂደት በቤንዚን ሞተር ውስጥ በሲሊንደሩ ውስጥ ባለው የፒስተን ከፍተኛ ቦታ ላይ ይከናወናል ፣ እና የሞተሩ ሁለተኛ እና ሦስተኛው ምት የ adiabatic ሂደት ምሳሌዎች ናቸው። ፈሳሽ ጋዞችን በሚያገኙበት ጊዜ የ adiabatic መስፋፋት ጠቃሚ ሚና ይጫወታል - ለእሱ ምስጋና ይግባውና የጋዝ መጨናነቅ የሚቻል ይሆናል። በጋዞች ውስጥ ያሉ ኢሶፕሮሰሰሶች፣ በጥናቱ ውስጥ አንድ ሰው ያለ ሃሳባዊ ጋዝ ውስጣዊ ሃይል ፅንሰ-ሀሳብ ሊሰራ የማይችል ፣ የብዙ የተፈጥሮ ክስተቶች ባህሪያት እና በተለያዩ የቴክኖሎጂ ቅርንጫፎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።

የሚመከር: