2– Amaliy ish Mavzu: Izobar, izoxor, izotermik jarayonlar, adiabatik va politropik jarayonlar. Ishdan maqsad

Karno sikli (davriyligi). Sovutish koeffisientini xisoblash.
Karno teoremasi.

Barcha ideal sikllar orasida 1824 yilda fransuz olimi Sadi Karno taklif qilgan va uning nomi bilan ataladigan sikl – Karno sikli eng mukammal sikldir.

Karno sikli qaytar sikldir. U to‘rtta jarayon: 2 ta izotermik va 2 ta adiabatik jarayondan tashkil topadi (8.2 – rasm).
p
p₁ 1
q₁


p₂ 2


p₄ 4
3
p₃ q₂


v₁ v₄ v₂ v₃ v

8.2 – rasmda Karno sikli р – v diagrammada tasvirlangan. Bu siklda sodir qilinadigan jarayonlarni quyidagi tartibda tushuntiramiz:

Sistemaning boshlang‘ich holati 1 nuqta bilan aniqlanadi va parametrlari р₁, v₁ va Т₁ ga teng.
1 – 2 izotermik kengayish. Bunda silindrning tubi issiqlik manbai bilan ulangan bo‘ladi. Sistema q₁ issiqlikni oladi va 1 – 2 chiziq bo‘yicha kengayib ish bajaradi. 2 nuqtada sistema issiqlikdan uziladi.
2 – 3 adiabatik kengayish. Gaz tashqi muhit bilan issiqlik almashmasdan 2 – 3 chiziq bo‘yicha kengayadi, porshen siljiydi va gaz o‘zining ichki energiyasi xisobiga ish bajaradi. Bunda xarorat va bosim kamayadi. Sistemaning xarorati Т₂ ga yetganda porshenning xarakati 3 – nuqtada to‘xtaydi. Shundan keyin silindr sovutgichga q₂ issiqlikni berishi boshlanadi.
3 – 4 izotermik siqilish. Porshen dastlabki holatiga shunchalik sekin qaytadiki, gaz sovitgich xaroratida qoladi. Bunda tashqi kuchlar gaz ustida ish bajaradi. Uning hajmi kamayadi, bosimi esa ortadi, xarorati o‘zgarmasdan qoladi. Ishchi jismdan q₂ issiqlik olinishi 4 – nuqtada to‘xtaydi.
4 – 1 adiabatik siqilish. Tashqi kuchlar tomonidan gazning siqilishi davom etadi, lekin issiqlik almashinuvi sodir bo‘lmaydi. Gazning hajmi kamayadi, xarorati va bosimi ortadi. Xarorat isitgichning xarorati Т₁ ga yetganda siqilish to‘xtaydi.
Karno tsiklining termik FIKi quyidagi formula yordamida aniqlanadi:

Karno sikli faqat to‘g‘ri yo‘nalishda emas, balki teskari yo‘nalishda ham sodir bo‘lishi mumkin. 8.3 – rasmda teskari Karno sikli р – v diagrammada tasvirlangan.

p
p₁ 1
q₁ T₁ = const


p₂ 2


dq = 0
p₄ dq = 0 4
3
p₃ q₂
T₁ = const
v₁ v₄ v₂ v₃ v

Teskari Karno sikli ham qaytar jarayonlardan xosil bo‘ladi. Ishchi jism boshlang‘ich holatidan 1 – 4 adiabata bo‘yicha kengayadi. Bunda atrof – muhit bilan issiqlik almashinuvi sodir bo‘lmaydi. Ishchi jismning xarorati Т₁ dan Т₂ ga qadar kamayadi. So‘ngra ishchi jism 4 – 3 izoterma bo‘yicha kengaya boshlaydi va Т₂ xaroratli muhitdan q₂ issiqlikni oladi. 3 – 2 bo‘yicha gazning adiabatik siqilishi sodir qilinadi va uning xarorati Т₂ dan Т₁ gacha ortadi. 2 – 1 izotermik jarayonda gazdan Т₁ yuqori xaroratli muhitga q₁ issiqlik beriladi.

Ko‘rib chiqilgan teskari siklda siqilishda bajarilgan ish kengayishda bajarilgan ishdan 14321 yopiq soxa yuzasiga teng bo‘lgan ish miqdorida kattadir. Bu sikl ishi issiqlikka aylanadi va q₂ issiqlik bilan birgalikda Т₁ xaroratli issiqlik manbaiga beriladi. Shunday qilib, teskari siklda l ishni sarflab sovuq jismdan issiq jismga q₂ issiqlikni uzatish mumkin. Bunda issiqlik manbai oladigan issiqlik q₁ = q₂ + l ga teng.
Teskari sikl bo‘yicha ishlaydigan mashina sovutish mashinasi deyiladi.
Demak, teskari siklni yoki sovutish siklini xosil qilish uchun albatta energiya sarflash lozim. Sovutish mashinasining ishini baxolashda sovutish koeffisienti dan foydalaniladi.

yoki

Karno teoremasi: Karno siklining termik FIKi ishchi jismning xossalariga emas, balki faqat isitgich va sovutgichlarning xaroratlariga bog‘liq bo‘ladi.
Masala: Karno siklida maksimal bosim ; ; ;
Ishchi jism – azot. Siklning xarakterli nuqtalarida ishchi jismning paramertlarini va siklning termik F.I.K. ini hisoblang.
Berilgan:



Ishchi jism – 1 kg azot;

Yechish: 1 nuqtada solishtirma hajmini hisoblaymiz.

3 nuqtada solishtirma hajmi:
formuladan

2 nuqtadagi bosimni hisoblaymiz:

4 – 1 adiabata tenglamasidan;