Bilim sohasi

4.7 rasmto’g’ri sikl (qaytar jarayon)

4.8- rasmteskari sikl (qaytmas jarayon)

Bajarilgan ishning ishchi modda tomonidan isitgichdan olingan issiqlikmiqdoriga nisbati issiqlik mashinasining yoki to‘g‘ri siklning foydali ishkoeffltsiyenti deyiladi:
η = A/Q (4.2)
Issiqlik mashinasining bajargan ishi issiqlik miqdori hisobiga bajarilgani, ishchi moddasining ichki energiyasi esa har bir sikl davomida o‘zgarmagani uchun (ΔU=0) termodinamikaning birinchi qonunidan aylanma jarayonlarda bajarilgan ish issiqlik miqdorlarining algebraik yig‘indisiga tengligi kelib chiqadi:
A = Q₁ + Q2
Demak,

η = (Q₁ + Q₂)/Q₁ (4.3)

4.9- rasm. Karno sikli

IshchimoddahosilqilganQ₁issiqlikmiqdorimusbat, ishchimoddaningsovitgichgaberilganissiqlikmiqdoriQ₂esamanfiy.
Karno siklini ko‘rib o'taylik (4.7-rasm). U ikkita T₁vaT₂(T₁>T₂)haroratlarga mos holdagi 1 -2, 3-2 izotermalardan va ikkita 2-3,4-1 adiabatadan iborat. Bu siklda ishchi modda ideal gaz hisoblanadi. Issiqlik miqdorining isitgichdan ishchi moddaga uzatilishi T_xharoratda, ishchi moddadan sovutgichga berilgan issiqlik miqdori Q₂ esa manfiy.
Karno siklini ko‘rib otaylik (4.7-rasm). U ikkita T₁ va T₂ (T₁>T₂) haroratlarga mos holdagi 1-2, 3-2 izotermalardan va ikkita 2-3, 4-1 adiabatadan iborat. Bu siklda ishchi modda ideal gaz hisoblanadi. Issiqlik miqdorining isitgichdan ishchi moddaga uzatilishi T₁haroratda, ishchi moddadan sovitgichga uzatilishi esa T₂ haroratda ro‘y beradi. Qaytuvchan Kamo siklining FIK faqat isitgichning T₁va T₂ ga sovitgichning haroratlari bog‘liqligini isbotsiz ko‘rsatamiz.
η = (T₁ – T₂)/T₁ (4.4)
Kamotermodinamikaningikkinchiqonunigaasoslanib, quyidagiqoidalarniisbotlaydi: aynibirisitgichvasovitgichliikkitaizotermavaikkitaadiabatadaniboratsiklbo'yichaishlovchihammaqaytuvchanmashinalarningFIKbir- birigatengbo‘lib, ishchimoddagavasiklnibajaruvchimashinaningkonstruktsiyasigabog‘liqemas; qaytmasmashinaningFIKqaytuvchanmashinaningFIKdankichikdir.
Bu qoidalarni (4.3) va (4.4) ga binoan


_{ } (4.5)
ko ‘rinishda yozish mumkin, bu yerda “-” ishorasi qaytuvchan siklga, “-” ishorasi esa qaytmas siklga tegishlidir. Bu ifoda ikkinchi qonunning miqdoriy ifodasidir. Paragraf boshida keltirilgan har ikkala ifoda sifat jihatidan shu ikkinchi asosning natijasi ekanligini ko'rsatamiz.
Ikki jism orasidagi issiqlik almashinishi ish bajarilmasdan yuz beradi deb faraz qilaylik,ya’ni Q₁ + Q₂ = 0. U holda[(4.11 )ga qarang] T₁ - T₂> 0 va T₁>T2 bu esa o‘z-o‘zicha o‘tayotgan jarayonda issiqlik harorati yuqoriroq bo‘lgan .jismlardan harorati pastroq bo‘lgan jismga o‘tadi, degan Klauzius ta’rifiga mos keladi.
Agar issiqlik mashinasi issiqlik almashinishi jarayonida olgan energiyasini to’la ish bajarish uchun sarf qilib, sovitgichga energiya uzatmasa, u holda Q₂= 0 va (4.5)dan quyidagi tenglikka ega bo‘lamiz:
(1 – T₂/T₁)≥1
lekin bunday bo‘lishi mumkin emas, chunki T₁, va T₂- musbat. Bu yerdan Tomsonning ikkinchi (tur) abadiy dvigatel bo‘lishi mumkin emas, degan ta’rifi kelib chiqadi. (4.5) ifodani boshqacha ko'rinishda yozamiz:


_{ }; _{ }
Ishchi modda tomonidan olingan yoki berilgan issiqlik miqdorining issiqlik almashinish jarayonidagi temperaturaga nisbati keltirilgan issiqlik miqdori deyiladi.
Shu sababli (4.5) ni quyidagicha ifodalash mumkin bir sikl davomidagi keltirilgan issiqlik miqdorlarining algebraik yig‘indisi noldan katta bo‘lmaydi (qaytuvchan sikllarda nolga teng, qaytmas sikllarda esa noldan kichik).
Agar sistemaning holati Kamo sikli bo‘yicha o‘zgarmasdan, boshqa biror ixtiyoriy sikl bo'yicha o'zgarsa, u holda uni yetarlicha juda kichik Karno sikllarining to'plami ko'rinishida tasavvur etish mumkin (4.8- rasm). U holda (4.5) ifoda yetarlicha kichik bo'lgan keltirilgan issiqlik miqdorlarining yig'indisiga aylanadi. Bu esa limitda


_{ } (4.6)
integral bilan ifodalanadi.
(