በዚህ ጽሁፍ ቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶችን እንመለከታለን። ከዝርያዎቻቸው እና ከጥራት ባህሪያቸው ጋር እንተዋወቃለን እንዲሁም ተመሳሳይ መመዘኛ ያላቸውን የክብ ሂደቶችን ክስተት በመጀመሪያ እና የመጨረሻ ነጥቦች ላይ እናጠና።
መግቢያ
የቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶች በጠቅላላው ስርአት ቴርሞዳይናሚክስ ላይ ማክሮስኮፒክ ለውጥ የሚታይባቸው ክስተቶች ናቸው። በመጀመሪያው እና በመጨረሻው ሁኔታ መካከል ያለው ልዩነት መኖሩ የመጀመሪያ ደረጃ ሂደት ተብሎ ይጠራል, ነገር ግን ይህ ልዩነት እጅግ በጣም ትንሽ መሆን አለበት. ይህ ክስተት የሚከሰትበት የጠፈር ቦታ የስራ አካል ይባላል።
በመረጋጋት አይነት ላይ በመመስረት አንድ ሰው ሚዛናዊ እና ሚዛናዊ ያልሆነን መለየት ይችላል። የተመጣጠነ ዘዴ ስርዓቱ የሚፈሱባቸው ሁሉም አይነት ግዛቶች ከተመጣጣኝ ሁኔታ ጋር የተገናኙበት ሂደት ነው። የእንደዚህ አይነት ሂደቶች አተገባበር የሚከሰተው ለውጡ በዝግታ ሲቀጥል ነው፣ ወይም በሌላ አነጋገር ክስተቱ ኳሲ-ስታቲክ ተፈጥሮ ነው።
ክስተቶችየሙቀት አይነት ወደ ተለዋዋጭ እና የማይቀለበስ ቴርሞዳይናሚክ ሂደቶች ሊከፋፈል ይችላል. የተገላቢጦሽ ስልቶች ተመሳሳይ መካከለኛ ግዛቶችን በመጠቀም ሂደቱን ወደ ተቃራኒው አቅጣጫ ለማስኬድ እድሉ የተገነዘበበት ነው።
የአዲያባቲክ ሙቀት ማስተላለፊያ
አዲያባቲክ የሙቀት ማስተላለፊያ መንገድ በማክሮኮስ መጠን የሚፈጠር ቴርሞዳይናሚክስ ሂደት ነው። ሌላው ባህሪ በአካባቢው ካለው ቦታ ጋር የሙቀት ልውውጥ አለመኖር ነው።
በዚህ ሂደት ላይ መጠነ ሰፊ ጥናት የተደረገው በአስራ ስምንተኛው ክፍለ ዘመን መባቻ ላይ ነው።
የአዲያባቲክ የሂደት ዓይነቶች የፖሊትሮፒክ ቅርጽ ልዩ ጉዳይ ናቸው። ይህ የሆነበት ምክንያት በዚህ ቅፅ ውስጥ የጋዝ ሙቀት አቅም ዜሮ ሲሆን ይህም ማለት ቋሚ እሴት ነው. እንዲህ ዓይነቱን ሂደት መቀልበስ የሚቻለው በጊዜ ውስጥ የሁሉንም ጊዜያት ሚዛናዊነት ነጥብ ካለ ብቻ ነው. በዚህ ጉዳይ ላይ የኢንትሮፒ ኢንዴክስ ለውጦች አይታዩም ወይም በጣም በዝግታ ይቀጥላሉ. የ adiabatic ሂደቶችን በሚገለባበጥ ብቻ የሚያውቁ በርካታ ደራሲዎች አሉ።
ቴርሞዳይናሚክ ሂደት ጥሩ አይነት ጋዝ በአዲያባቲክ ክስተት መልክ የፖይሰን እኩልታ ይገልፃል።
Isochoric ስርዓት
የአይሶኮሪክ ዘዴ በቋሚ ድምጽ ላይ የተመሰረተ ቴርሞዳይናሚክስ ሂደት ነው። ቋሚ መጠን ባለው ዕቃ ውስጥ በበቂ ሁኔታ በሚሞቁ ጋዞች ወይም ፈሳሾች ውስጥ ሊታይ ይችላል።
ቴርሞዳይናሚክ ሂደት በአይሶኮሪክ መልክ የሚገኝ ጋዝ፣ ሞለኪውሎችን ይፈቅዳልከሙቀት መጠን ጋር በተዛመደ ሚዛን መጠበቅ. ይህ በቻርልስ ህግ ምክንያት ነው. ለትክክለኛ ጋዞች፣ ይህ የሳይንስ ቀኖና አይተገበርም።
ኢሶባር ሲስተም
የአይሶባሪክ ሲስተም የሚቀርበው እንደ ቴርሞዳይናሚክ ሂደት ሲሆን ይህም ከውጭ የማያቋርጥ ግፊት ሲኖር ነው። የአይ.ፒ. ፍሰት በበቂ አዝጋሚ ፍጥነት, በሲስተሙ ውስጥ ያለው ግፊት እንደ ቋሚ እና ከውጫዊው ግፊት ጋር የሚመጣጠን ሆኖ እንዲታይ ማድረግ, ሊቀለበስ ይችላል. እንዲሁም እንደዚህ ያሉ ክስተቶች ከላይ በተጠቀሰው ሂደት ውስጥ ያለው ለውጥ በዝቅተኛ ፍጥነት የሚቀጥልበትን ሁኔታ ያጠቃልላል, ይህም የግፊቱን ቋሚነት ግምት ውስጥ ማስገባት ያስችላል.
I.pን ያከናውኑ ለሙቀት dQ በሚቀርበው (ወይም በተወገደው) ስርዓት ውስጥ ይቻላል. ይህንን ለማድረግ ስራውን Pdv ን ማስፋፋት እና የውስጣዊውን የኃይል አይነት dU, T.
መቀየር አስፈላጊ ነው.
e.dQ፣=Pdv+dU=TdS።
በኤንትሮፒ ደረጃ ላይ ያሉ ለውጦች - dS፣ T - ፍጹም የሙቀት እሴት።
በአይሶባሪክ ሲስተም ውስጥ ያሉ ተስማሚ ጋዞች ቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶች ከሙቀት መጠን ጋር ያለውን ተመጣጣኝነት ይወስናሉ። እውነተኛ ጋዞች በአማካይ የኃይል ዓይነት ላይ ለውጦችን ለማድረግ የተወሰነ የሙቀት መጠን ይጠቀማሉ. የእንደዚህ አይነት ክስተት ስራ ከውጭ ግፊት እና ከድምጽ ለውጦች ጋር እኩል ነው.
Isothermal ክስተት
ከዋነኞቹ ቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶች አንዱ የኢተርማል ቅርጽ ነው። ከቋሚ የሙቀት መጠን ጋር በአካላዊ ስርዓቶች ውስጥ ይከሰታል።
ይህን ክስተት ለመገንዘብስርዓቱ ፣ እንደ አንድ ደንብ ፣ ወደ ቴርሞስታት ይተላለፋል ፣ ትልቅ የሙቀት መቆጣጠሪያ። የእርስ በርስ የሙቀት ልውውጥ የሂደቱን መጠን ለማለፍ በበቂ መጠን ይቀጥላል. የስርዓቱ የሙቀት መጠን ከቴርሞስታት ንባቦች መለየት አይቻልም።
እንዲሁም የሙቀት መጠቆሚያዎችን እና (ወይም) ምንጮችን በመጠቀም የሙቀት መጠኑን በመቆጣጠር የኢተርማል ተፈጥሮን ሂደት ማካሄድ ይቻላል ቴርሞሜትሮች። የዚህ ክስተት በጣም ከተለመዱት ምሳሌዎች አንዱ በቋሚ ግፊት ውስጥ ፈሳሽ መፍላት ነው።
አይሴንትሮፒክ ክስተት
የሙቀት ሂደቶች ኢስትሮፒክ መልክ በቋሚ ኤንትሮፒ ሁኔታዎች ውስጥ ይቀጥላል። የሙቀት ተፈጥሮ ሜካኒዝም ሊቀለበስ ለሚችሉ ሂደቶች የክላውሲየስ ቀመርን በመጠቀም ማግኘት ይቻላል።
የሚቀለበሱ የ adiabatic ሂደቶች ብቻ isentropic ሊባሉ ይችላሉ። የክላውሲየስ አለመመጣጠን የማይቀለበስ የሙቀት ክስተቶች ዓይነቶች እዚህ ሊካተቱ እንደማይችሉ ይገልጻል። ይሁን እንጂ, entropy ላይ ያለውን ቴርሞዳይናሚክስ ሂደት ውስጥ ሥራ ወዲያውኑ እንዲወገድ በሚያስችል መንገድ ከሆነ ግን, entropy ያለውን ጽኑነት ደግሞ የማይቀለበስ የሙቀት ክስተት ውስጥ መከበር ይቻላል. የቴርሞዳይናሚክስ ንድፎችን ስንመለከት፣ isentropic ሂደቶችን የሚወክሉ መስመሮች adiabats ወይም isentropes ተብለው ሊጠሩ ይችላሉ። ብዙውን ጊዜ ወደ መጀመሪያ ስም ይጠቀማሉ ፣ ይህም የማይቀለበስ ተፈጥሮን ሂደት የሚያመለክቱ በስዕሉ ላይ ያሉትን መስመሮች በትክክል ማሳየት ባለመቻሉ ነው። የኢንትሮፒክ ሂደቶች ማብራሪያ እና ተጨማሪ ብዝበዛ ትልቅ ጠቀሜታ አላቸው.እሴት፣ ብዙ ጊዜ ግቦችን ለማሳካት ጥቅም ላይ እንደሚውል፣ ተግባራዊ እና ቲዎሬቲካል እውቀት።
የሂደቱ አይነት
Isenthalpy ሂደት የማያቋርጥ enthalpy በሚኖርበት ጊዜ የሚታይ የሙቀት ክስተት ነው። የአመልካች ስሌቶች የሚደረጉት ለቀመር ምስጋና ይግባውና dH=dU +d(pV) ነው።
Enthalpy ወደ ስርዓቱ ተገላቢጦሽ ሁኔታ ሲመለሱ የማይታዩበት እና በዚህም መሰረት ከዜሮ ጋር የሚመጣጠኑበትን ስርዓት ለመለየት የሚያገለግል መለኪያ ነው።
የሙቀት ማስተላለፊያ ክስተት ራሱን ለምሳሌ በጋዞች ቴርሞዳይናሚክስ ሂደት ውስጥ ሊገለጽ ይችላል። ሞለኪውሎች ለምሳሌ ኤታን ወይም ቡቴን ፣ ባለ ቀዳዳ መዋቅር ባለው ክፍልፍል ውስጥ “ሲጭኑ” እና በጋዝ እና በአካባቢው ባለው ሙቀት መካከል ያለው የሙቀት ልውውጥ አይታይም። ይህ እጅግ በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠንን በማግኘት ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ በሚውለው የጁል-ቶምሰን ተጽእኖ ውስጥ ሊታይ ይችላል. የኢንስታሊፒ ሂደቶች ዋጋ ያላቸው ናቸው ምክንያቱም ኃይልን ሳያባክኑ በአካባቢው ያለውን የሙቀት መጠን ዝቅ ለማድረግ ስለሚያስችላቸው።
Polytropic ቅጽ
የፖሊትሮፒክ ሂደት ባህሪው የስርዓቱን አካላዊ መለኪያዎች የመቀየር ችሎታ ነው፣ነገር ግን የሙቀት አቅም ኢንዴክስ (C) ቋሚ ይተውት። በዚህ ቅጽ ውስጥ ቴርሞዳይናሚክ ሂደቶችን የሚያሳዩ ሥዕላዊ መግለጫዎች ፖሊትሮፒክ ይባላሉ. በጣም ቀላል ከሆኑት የተገላቢጦሽ ምሳሌዎች አንዱ በተመጣጣኝ ጋዞች ውስጥ ይንጸባረቃል እና ቀመርን በመጠቀም ይወሰናል፡ pV =const. P - የግፊት አመልካቾች፣ V - የጋዝ መጠን እሴት።
የሂደት ቀለበት
የቴርሞዳይናሚክስ ስርዓቶች እና ሂደቶች ክብ ቅርጽ ያላቸው ዑደቶችን ሊፈጥሩ ይችላሉ። የሰውነት ሁኔታን በሚገመግሙት የመጀመሪያ እና የመጨረሻ መለኪያዎች ውስጥ ሁልጊዜ ተመሳሳይ አመልካቾች አሏቸው. እንደነዚህ ያሉ የጥራት ባህሪያት ግፊትን, ኢንትሮፒን, የሙቀት መጠንን እና መጠንን መከታተል ያካትታሉ.
የቴርሞዳይናሚክስ ዑደቱ ሙቀትን ወደ ሜካኒካል ስራ በሚቀይሩ ትክክለኛ የሙቀት ዘዴዎች ውስጥ በሚከሰት የሂደት ሞዴል መግለጫ ውስጥ እራሱን ያገኛል።
የስራው አካል የእያንዳንዱ አይነት ማሽን አካል ነው።
የሚቀለበስ ቴርሞዳይናሚክስ ሂደት እንደ ዑደት ነው የሚቀርበው፣ እሱም ወደ ፊት እና ወደ ኋላ መንገዶች አሉት። የእሱ አቀማመጥ በተዘጋ ስርዓት ውስጥ ነው. የስርዓተ ኤንትሮፒ አጠቃላይ ድምር በእያንዳንዱ ዑደት ድግግሞሽ አይቀየርም። የሙቀት ማስተላለፊያው በማሞቂያ ወይም በማቀዝቀዣ መሳሪያዎች እና በሚሰራ ፈሳሽ መካከል ብቻ ለሚከሰት ዘዴ፣ መቀልበስ የሚቻለው በካርኖት ዑደት ብቻ ነው።
ተጨማሪ ተጨማሪ የሙቀት ማጠራቀሚያ መግቢያ ሲደረስ ብቻ ሊቀለበሱ የሚችሉ ሌሎች በርካታ ሳይክሊካዊ ክስተቶች አሉ። እንደነዚህ ያሉ ምንጮች ዳግም ማመንጫዎች ይባላሉ።
የቴርሞዳይናሚክስ ሂደቶች እድሳት በሚከሰትበት ጊዜ ትንታኔ እንደሚያሳየን ሁሉም በሪውሊንገር ዑደት ውስጥ የተለመዱ ናቸው። የሚቀለበስ ዑደት ከፍተኛው የውጤታማነት ደረጃ እንዳለው በበርካታ ስሌቶች እና ሙከራዎች ተረጋግጧል።
