Fizika asoslari darsliklari

Qaytmas termodinamik jarayonlarni tushuntirish uchun olimlar termodinamikaning ikkinchi qonunini tuzdilar. Termodinamikaning ikkinchi qonuni koinotda qanday jarayonlar sodir bo'lishi mumkinligini va qaysi jarayonlar sodir bo'lmasligini tushuntiradi. RJE Klauzius (1822-1888) ismli bir olim quyidagi bayonotni berdi:

Tabiiyki, issiqlik yuqori haroratli narsalardan past haroratli narsalarga o'tadi; tabiiyki, issiqlik past haroratli narsalardan yuqori haroratli narsalarga o'tmaydi (Termodinamikaning ikkinchi qonuni - Klauziyning bayonoti).

Klauziyning bayonoti termodinamikaning ikkinchi qonunining maxsus bayonotlaridan biridir. U maxsus bayonot deb ataladi, chunki u faqat bitta jarayonga, ya'ni issiqlik uzatishga tegishli. Bu bayonot boshqa jarayonlar bilan bog'liq bo'lmaganligi sababli, bizga umumiyroq bayonot kerak. Termodinamikaning ikkinchi qonunining umumiy bayonotini ishlab chiqish issiqlik dvigatellarini o'rganishga asoslangan. Shuning uchun biz avval dvigatel issiqligini muhokama qilamiz.

Ko'proq o'qing

Maqola Termodinamik jarayonlar: Izotermik Adiabatik Izoxorik Izobarik

To'rtta termodinamik jarayon mavjud, ya'ni izotermik, izoxorik, izobarik va adiabatik jarayonlar.

Izotermik jarayon (doimiy harorat)

Izotermik jarayonda tizim harorati doimiy ravishda saqlanadi. Nazariy jihatdan, tahlil qilinayotgan tizim ideal gazdir. Ideal gaz harorati ideal ichki gaz energiyasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir (U = 3/2 n RT). T o'zgarmaydi, shuning uchun U ham o'zgarmaydi. Shunday qilib, agar izotermik jarayonga qo'llanilsa, termodinamik tenglamaning birinchi qonuni quyidagicha bo'ladi:

Ko'proq o'qing

Termodinamik jarayon

Issiqlik (Q) - bu harorat farqi tufayli bir obyektdan ikkinchi obyektga o'tadigan energiya. Tizimlar va muhitlar haqida gap ketganda, issiqlik - bu harorat farqi tufayli tizimdan muhitga yoki muhitdan tizimga o'tadigan energiya. Agar tizim harorati atrof-muhit haroratidan yuqori bo'lsa, issiqlik tizimdan muhitga oqib o'tadi. Agar atrof-muhit harorati tizim haroratidan yuqori bo'lsa, u holda issiqlik atrof-muhitdan tizimga oqib o'tadi.

Issiqlik (Q) - bu harorat farqi tufayli harakatlanadigan energiya, ish (W) esa ish orqali energiya uzatish bilan bog'liq. Masalan, agar tizim muhitda ishlasa, u holda energiya tizimdan muhitga o'tadi. Aksincha, agar muhit tizimda ishlasa, u holda energiya muhitdan tizimga o'tadi.

Ko'proq o'qing

Noelastik to'qnashuvlar

Kinetik energiyaning saqlanish qonuni noelastik to'qnashuvlarda qo'llanilmaydi. Impulsning saqlanish qonuni noelastik to'qnashuvlarda, agar ikkita to'qnashayotgan jismga tashqi kuch ta'sir qilmasa, qo'llaniladi. Noelastik to'qnashuvda ikkita jism to'qnashuvdan keyin bir-biriga yopishadi yoki bir-biriga yopishadi.

1-misol savol.

Ikki jism bir xil massaga ega, ya'ni 1 kg. 1-jisim tekis tekislikda 10 m/s tezlikda harakatlanadi va tinch holatda bo'lgan ikkinchi jism bilan to'qnashadi. To'qnashuvdan keyin ikkala jism bir-biriga yopishadi. To'qnashuvdan keyin ikki jismning tezligi qanday?

Ko'proq o'qing

Qisman elastik to'qnashuvlar

Qisman elastik to'qnashuvlarda impulsning saqlanish qonuni qo'llaniladi, kinetik energiyaning saqlanish qonuni esa qo'llanilmaydi. To'qnashuv sodir bo'lganda, kinetik energiyaning bir qismi tovush energiyasiga, issiqlik energiyasiga va ichki energiyaga aylanadi. Elastik so'zining ishlatilishi to'qnashuvdan keyin ikki jism bir-biriga yopishib qolmasligini, balki sakrab tushishini anglatadi.

Qisman elastik to'qnashuvga misol qilib ikkita marmar yoki ikkita bilyard to'pining bir o'lchovli to'qnashuvini keltirish mumkin.

Ko'proq o'qing

Chiziqli impulsning saqlanishi

Chiziqli impulsning saqlanish qonunida aytilishicha, agar ikkita to'qnashayotgan jismga tashqi kuch ta'sir qilmasa, to'qnashuvdan oldingi jismlarning impulsi to'qnashuvdan keyingi jismlarning impulsiga teng bo'ladi.

p₁ +p₂ =p₁ ' + p₂ ' ……………….. 1.4-tenglama

m₁ v₁ +m₂ v₂ = m₁ v₁ ' + m₂ v₂ "

Agar to'qnashuvdan keyin ikkala jism ham bir-biriga yopishib qolsa,

m₁ v₁ +m₂ v₂ = (m₁ +m₂ ) v'

Ko'proq o'qing

Mutlaqo elastik to'qnashuvlar

Ikki jismning to'qnashuvi, agar to'qnashuvdan oldingi har bir jismning impulsi yoki kinetik energiyasi to'qnashuvdan keyingi har bir jismning impulsi va kinetik energiyasiga teng bo'lsa, mukammal elastik to'qnashuv deb ataladi. Boshqacha qilib aytganda, impulsning saqlanish qonuni va kinetik energiyaning saqlanish qonuni mukammal elastik to'qnashuvlarda qo'llaniladi. Elastik so'zining ishlatilishi shuni ko'rsatadiki, to'qnashuvdan keyin ikki jism bir-biriga yopishmaydi yoki bir-biriga bog'lanmaydi, balki sakrab chiqadi. Har bir jismning impulsi saqlanadi.

Har bir obyektning impulsi saqlanib qoladi.

Ko'proq o'qing

Ish-mexanik energiya printsipi

Ish-kinetik energiya teoremasi shuni ko'rsatadiki, sof ish yoki sof kuch tomonidan bajarilgan ish kinetik energiyaning o'zgarishiga teng.

W_to'r = TO_t – TO_o = 1⁄2 m(v)_t² - v_o²)

W_to'r = Ikki xil kuch mavjud, ya'ni konservativ kuch va konservativ bo'lmagan kuch. Shunday qilib, to'r ishi konservativ kuch tomonidan bajarilgan ish va konservativ bo'lmagan kuch tomonidan bajarilgan ishdan iborat deb hisoblash mumkin.

W_c + Vt_nc = ΔKE

Ko'proq o'qing

Konservativ kuchlar tomonidan bajarilgan ish Potensial energiya

Vertikal yuqoriga qarab harakatlanadigan va keyin maksimal balandlikka yetgandan so'ng dastlabki holatiga qaytadigan jismni kuzating. Jism vertikal yuqoriga qarab harakatlanayotganda, og'irlik jismga manfiy ish bajaradi. Jism yuqoriga harakatlanayotganda, uning balandligi oshadi. Shuning uchun, jismning tortishish potensial energiyasi ham oshadi. Bundan xulosa qilish mumkinki, og'irlik bilan bajarilgan manfiy ish jismning tortishish potensial energiyasining (PE) oshishiga teng.

Ko'proq o'qing

Konservativ kuch va konservativ bo'lmagan kuch

1. Konservativ kuch

1.1 Og'irligi (w)

Dastlabki holatiga qarab pastga tushishdan oldin maksimal balandlikka yetguncha vertikal yuqoriga qarab harakatlanayotgan jismni kuzating. Vertikal yuqoriga h ga harakatlanayotganda, og'irlik siljishdan teskari yo'nalishda bo'ladi. Shunday qilib, og'irlik jism ustida manfiy ish bajaradi. 

W = wh (cos 180)^o) = – wh = – mgh

Maksimal balandlikka yetgandan so'ng, jism boshlang'ich holatiga qarab h ga pastga siljiydi. Pastga harakatlanayotganda, og'irlik siljish bilan bir yo'nalishda bo'ladi. U siljish bilan bir yo'nalishda bo'lgani uchun, og'irlik musbat ish bajaradi.

Ko'proq o'qing