სითბური ძრავის ეფექტურობის გაზრდის გზების გასარკვევად , ფრანგმა მეცნიერმა, სახელად სადი კარნომ (1796-1832), 1824 წელს გამოიკვლია იდეალური თეორიული კალორიული მანქანა. იმ დროს თერმოდინამიკის პირველი კანონი და თერმოდინამიკის მეორე კანონი ჯერ არ იყო ჩამოყალიბებული. პირველი კანონი ჩამოყალიბებული არ არის, რადგან მეცნიერებმა ჯერ არ იციან, რომ სითბო ენერგიაა. ჯოულის და მისი კოლეგების მიერ 1830-იან წლებში ჩატარებული ექსპერიმენტების შემდეგ, მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ სითბო არის ენერგია, რომელიც მოძრაობს ტემპერატურული სხვაობის გამო. ამრიგად, თერმოდინამიკის პირველი კანონი ჩამოყალიბდა 1830 წლის შემდეგ. სადი კარნო 1824 წელს იკვლევდა თეორიულ იდეალურ კალორიულ ძრავას. მისი კვლევის მიზანი სინამდვილეში ორთქლის ძრავის ეფექტურობის გაზრდა იყო. იმ დროის ორთქლის ძრავების უმეტესობა ნაკლებად ეფექტური იყო.
თერმოდინამიკის მეორე კანონი
შეუქცევადი თერმოდინამიკური პროცესების ასახსნელად, მეცნიერებმა ჩამოაყალიბეს თერმოდინამიკის მეორე კანონი. თერმოდინამიკის მეორე კანონი განმარტავს, თუ რა პროცესები შეიძლება მოხდეს სამყაროში და რა არა. ერთმა მეცნიერმა, სახელად რ.ე. კლაუსიუსმა (1822-1888), შემდეგი განცხადება გააკეთა:
ბუნებრივია, სითბო მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტებიდან დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტებზე გადადის; ბუნებრივია, სითბო დაბალი ტემპერატურის მქონე ობიექტებიდან მაღალი ტემპერატურის მქონე ობიექტებზე არ გადადის (თერმოდინამიკის მეორე კანონი - კლაუზიუსის დებულება).
კლაუზიუსის დებულება თერმოდინამიკის მეორე კანონის ერთ-ერთი განსაკუთრებული დებულებაა. მას სპეციალურ დებულებას უწოდებენ, რადგან ის მხოლოდ ერთ პროცესს ეხება, რომელიც სითბოს გადაცემასთანაა დაკავშირებული. რადგან ეს დებულება სხვა პროცესებთან არ არის დაკავშირებული, ჩვენ უფრო ზოგადი დებულება გვჭირდება. თერმოდინამიკის მეორე კანონის ზოგადი დებულების შემუშავება სითბური ძრავების შესწავლას ეფუძნება. ამიტომ, ჯერ ძრავის სითბოს განვიხილავთ.
თერმოდინამიკური პროცესები: იზოთერმული ადიაბატური იზოქორიული იზობარული
სტატია თერმოდინამიკური პროცესები: იზოთერმული ადიაბატური იზოქორიული იზობარული
არსებობს ოთხი თერმოდინამიკური პროცესი, კერძოდ, იზოთერმული, იზოქორიული, იზობარული და ადიაბატური.
იზოთერმული პროცესი (მუდმივი ტემპერატურა)
იზოთერმულ პროცესში სისტემის ტემპერატურა მუდმივია. თეორიულად, გაანალიზებული სისტემა იდეალური აირია. იდეალური აირის ტემპერატურა პირდაპირპროპორციულია იდეალური შინაგანი აირის ენერგიისა (U = 3/2 n RT). T არ იცვლება, ამიტომ U-ც არ იცვლება. ამრიგად, თუ იზოთერმულ პროცესზე გამოვიყენებთ, თერმოდინამიკური განტოლების პირველი კანონი ასე გამოიყურება:
თერმოდინამიკის პირველი კანონი
თერმოდინამიკური პროცესი
სითბო (Q) არის ენერგია, რომელიც გადადის ერთი ობიექტიდან მეორეზე ტემპერატურული სხვაობის გამო. სისტემებისა და გარემოს შესახებ, სითბო არის ენერგია, რომელიც გადადის სისტემიდან გარემოში ან ენერგია, რომელიც გადადის გარემოდან სისტემაში ტემპერატურული სხვაობის გამო. თუ სისტემის ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე გარემოს ტემპერატურა, სითბო გადავა სისტემიდან გარემოში. თუ გარემოს ტემპერატურა უფრო მაღალია, ვიდრე სისტემის ტემპერატურა, მაშინ სითბო გადავა გარემოდან სისტემაში.
სითბო (Q) არის ენერგია, რომელიც მოძრაობს ტემპერატურის სხვაობის გამო, ხოლო მუშაობა (W) დაკავშირებულია ენერგიის გადაცემასთან მუშაობის გზით. მაგალითად, თუ სისტემა ასრულებს მუშაობას გარემოზე, მაშინ ენერგია გადადის სისტემიდან გარემოში. პირიქით, თუ გარემო ასრულებს მუშაობას სისტემაზე, მაშინ ენერგია გადადის გარემოდან სისტემაში.
განივი ტალღები - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1. წყლის ზედაპირული ტალღების ორ ღარს შორის მანძილი 20 მ-ია. ობიექტი წყლის ზედაპირზე ისე ტივტივებს, რომ ვიბრაციული მოძრაობა განიცდის. თუ ერთი ვიბრაციის გავლის დრო 4 წამია, მაშინ ტალღის სიჩქარეა ... მ/წმ.
ა
ბ
C. 10
დ
ცნობილი:
მექანიკური ტალღების სიჩქარე - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1. 25 მეტრიან თოკზე განივი ტალღის სიჩქარე 50 მ/წმ-ია. თოკის დაჭიმვის ძალა 200 ნ-ია. განსაზღვრეთ თოკის მასა.
ა. 0.08 კგ
ბ. 0.5 კგ
დაახლოებით 0.8 კგ
დ. 2.0 კგ
ცნობილი:
მარტივი ჰარმონიული მოძრაობა - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1. სხეული ვიბრირებს 5 ჰც სიხშირით მარჯვნივ და მარცხნივ. სხეული მოძრაობს წონასწორობის წერტილიდან მარჯვნივ მაქსიმალურ გადაადგილებამდე . განსაზღვრეთ დროის ინტერვალი, რომელიც საჭიროა მარჯვნივ მაქსიმალური გადაადგილების მისაღწევად თერთმეტჯერ.
ა
ბ
C. 2.25
დ
ცნობილი:
მარტივი ქანქარა - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1. ორი მარტივი ქანქარა ორ სხვადასხვა ადგილას მდებარეობს. მეორე ქანქარას სიგრძე პირველი ქანქარას სიგრძეზე 0.4-ჯერ მეტია, ხოლო მეორე ქანქარას მიერ განცდილი გრავიტაციის აჩქარება პირველი ქანქარას მიერ განცდილი გრავიტაციის აჩქარებაზე 0.9-ჯერ მეტია . განსაზღვრეთ პირველი ქანქარას სიხშირის შედარება მეორე ქანქარასთან.
ა. 2/3
ბ .3/2
გ. 4/9
დ .9/4
ხმის ტალღების რეზონანსი - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1. კამერტონის A ვიბრაციის შემდეგ, კამერტონის B ვიბრაციაც იწყება. კამერტონის B ვიბრაცია იწყება, რადგან…
ა. კამერტონ ჩანგალს A იგივე ამპლიტუდა აქვს, რაც კამერტონ ჩანგალს B
ბ. ორივე კამერტონი ერთსა და იმავე რეზონანსულ ყუთს იყენებს
გ. კამერტონ B-ს იგივე სიხშირე აქვს, რაც კამერტონ A-ს
დ. ორივე კამერტონის მიერ გამოწვეული ბგერების ტემბრი ერთნაირია
Solution
სითხეების წნევა - პრობლემები და გადაწყვეტილებები
1.
გრავიტაციის აჩქარება 10 ნ/კგ-ია. თევზის ზედაპირის ფართობი, რომელსაც წყალი აწვება, 6 სმ 2-ია . განსაზღვრეთ თევზის ზემოთ წყლის ძალა, რომელიც მოქმედებს თევზზე.
ცნობილი: