Википедиагийн материал - үнэгүй нэвтэрхий толь
Чарльзын хуульэсвэл Гей-Люссакийн хоёр дахь хууль нь даралт ба температурын хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог хийн үндсэн хуулиудын нэг юм. хамгийн тохиромжтой хий. Тогтмол эзэлхүүн дэх хийн даралтын температураас хамаарлыг туршилтаар 1787 онд Чарльз тогтоож, 1802 онд Гэй-Люссак боловсруулжээ.
Нэр томъёоны хоёрдмол утга
Орос, англи хэл дээр шинжлэх ухааны уран зохиолГэй-Люссакийн нэртэй холбоотой хуулиудын нэрэнд зарим нэг ялгаа бий. Эдгээр ялгааг дараах хүснэгтэд үзүүлэв.
Хуулийн мэдэгдэл
Чарльзын хуулийн томъёолол нь дараах байдалтай байна.
Тогтмол масс ба тогтмол эзэлхүүнтэй хийн даралт нь шууд пропорциональ байна үнэмлэхүй температурхий.
Энгийнээр хэлэхэд, хэрэв хийн масс, эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй бол хийн температур өсөхөд түүний даралт нэмэгддэг математик хэлбэр, хэрэв температурыг хэмжинэ үнэмлэхүй масштабжишээлбэл, Кельвин градусаар. Математикийн хувьд хуулийг дараах байдлаар бичдэг.
бас үзнэ үү
"Чарльзын хууль" нийтлэлийн талаар тойм бичнэ үү.
Тэмдэглэл
Холбоосууд
Уран зохиол
- Кастка, Жозеф Ф.; Меткалф, Х.Кларк; Дэвис, Рэймонд Э.; Уильямс, Жон Э.Орчин үеийн хими. - Холт, Райнхарт ба Уинстон, 2002. - ISBN 0-03-056537-5.
- Гуч, Иан.Химийн бүрэн тэнэг гарын авлага - Alpha, Penguin Group Inc., 2003. - ISBN 1-59257-101-8.
- Маскетта, Жозеф А.Хэрхэн бэлтгэх вэ төлөө SAT II хими. - Barron's, 1998. - ISBN 0-7641-0331-8.
Чарльзын хуулийг тодорхойлсон ишлэл
Пьер орж, дөрвөн долоо хоног байсан лангуунд олзлогдсон хорин гурван цэрэг, гурван офицер, хоёр түшмэл байв.
Дараа нь тэд бүгд Пьерт манан дунд байгаа мэт харагдаж байсан ч Платон Каратаев Пьерийн сэтгэлд үүрд үлдсэн бөгөөд Оросын эелдэг, бөөрөнхий бүхний хамгийн хүчтэй, хамгийн эрхэм дурсамж, дүр төрхөөр үлджээ. Маргааш нь үүр цайх үед Пьер хөршөө хараад дугуй хэлбэртэй байсан анхны сэтгэгдэл бүрэн батлагдсан: олсоор бүсэлсэн, малгай, туфли өмссөн франц пальтотой Платоны дүр бүхэлдээ дугуй, толгой нь бүрэн бөөрөнхий, нуруу, цээж, мөр, тэр ч байтугай үргэлж ямар нэг зүйлийг тэврэх гэж байгаа мэт үүрч явсан гар нь дугуй хэлбэртэй байв; тааламжтай инээмсэглэл, том бор зөөлөн нүд нь дугуй байв.
Платон Каратаев олон жил цэрэг байхдаа оролцсон кампанит ажлынхаа тухай түүхээс харахад тавиас дээш настай байсан байх. Тэр өөрөө ч мэдэхгүй, хэдэн настайг нь ямар ч байдлаар тодорхойлж чадаагүй; гэвч түүнийг инээх үед хоёр хагас тойрогт эргэлдэж байдаг тод цагаан, хүчтэй шүд нь (түүний байнга хийдэг) бүгд сайн, бүрэн бүтэн байв; Түүний сахал, үсэнд ганц ч буурал үс байгаагүй бөгөөд түүний бүх бие нь уян хатан, ялангуяа хатуулаг, тэсвэр тэвчээртэй байв.
Түүний царай жижиг дугуй үрчлээстэй байсан ч гэнэн, залуу насны илэрхийлэл байв; түүний хоолой тааламжтай, уянгалаг байв. Гэхдээ гол онцлогтүүний яриа нь аяндаа, маргаанаас бүрдсэн байв. Тэр юу хэлж, юу хэлэхээ огт бодоогүй бололтой; үүний улмаас түүний аялгууны хурд, үнэнч байдал нь онцгой давж гаршгүй итгүүлэх чадвартай байв.
Түүний бие бялдрын хүч чадал, авхаалж самбаа нь анх олзлогдохдоо маш их байсан тул ядаргаа, өвчин эмгэг гэж юу байдгийг ойлгодоггүй байсан бололтой. Тэр өдөр бүр өглөө, оройд хэвтэхдээ: "Эзэн, хайрга мэт хэвтүүлж, түүнийг бөмбөг болгон өргө" гэж хэлэв. Өглөө босоод үргэлж мөрөө хавчиж байгаад: "Би хэвтэж, бөхийж, босоод өөрийгөө сэгсэрлээ." Үнэхээр тэр хэвтсэн даруйдаа чулуу шиг унтсан бөгөөд өөрийгөө сэгсэрмэгцээ тэр дороо хүүхэд, босох, тоглоомыг нь авах гэх мэт ямар нэгэн үүрэг даалгавар авав. . Тэр бүгдийг яаж хийхийг мэддэг байсан, тийм ч сайн биш, гэхдээ бас муу биш. Тэр жигнэж, уураар жигнэж, оёж, төлөвлөж, гутал хийдэг. Тэр үргэлж завгүй байсан бөгөөд зөвхөн шөнөдөө дуртай байсан яриа, дууг нь зөвшөөрдөг байв. Тэр дууг дуу зохиогчдын дуулдаг шиг биш, тэднийг сонсож байгааг мэддэг хүмүүс дуулдаг байсан, гэхдээ тэр шувууд дуулж байгаа мэт дуулж байсан нь мэдээжийн хэрэг, түүнд эдгээр дуу чимээг яг л сунгах эсвэл тараах шаардлагатай байсан тул хийх шаардлагатай байсан; мөн эдгээр дуу чимээ нь үргэлж нарийн, эелдэг, бараг эмэгтэйлэг, гашуудалтай байсан бөгөөд тэр үед түүний царай маш ноцтой байв.
Олзлогдож, сахал ургуулсан тэрээр өөрт нь ногдуулсан харь гаригийн, цэрэг эрсийн бүх зүйлийг хаяж, хуучин тариачин, ардын сэтгэлгээнд өөрийн эрхгүй буцаж ирсэн бололтой.
"Чөлөөт цэрэг бол өмдөөр хийсэн цамц" гэж тэр хэлдэг байсан. Цэргийн алба хашиж байсан үеийнхээ тухай ярих дургүй байсан ч гомдолгүй, алба хааж байх хугацаандаа нэг ч удаа зодуулж үзээгүй гэдгээ байнга давтдаг байв. Тэрээр ярихдаа голчлон "Христэд итгэгч" хэмээх тариачны амьдралаар хуучин дурсамжаасаа ярьдаг байв. Түүний яриаг дүүргэсэн үгс нь тийм биш байв Ихэнх хэсэг ньЦэргүүдийн хэлдэг увайгүй, бүдүүлэг үгс, гэхдээ эдгээр нь тийм ч ач холбогдолгүй мэт санагдах, тусад нь авч үзэх, зөв цагт хэлэх үед гэнэт гүнзгий мэргэн ухааны утгыг олж авдаг ардын үгс байв.
Францын физикч Чарльз тогтмол эзэлхүүн дэх хийн даралтын өөрчлөлт нь температураас хамааралтай болохыг илэрхийлдэг хуулийг (1787 онд) нээсэн.
Туршлагаас харахад хийг тогтмол эзэлхүүнтэй халаахад хийн даралт нэмэгддэг. Скаляр хэмжигдэхүүн, 0 0 С-т авсан хийн температурын өөрчлөлтөөс 1 0 С-ээр авсан хийн нэгж даралтын өөрчлөлтөөр хэмжигдэхийг дулааны даралтын коэффициент γ гэнэ.
Тодорхойлолтоор дулааны даралтын коэффициент?
Энд p 0 нь хийн даралт юм 0°C, х- хүртэл халаасны дараа хийн даралт t°. Дараах туршилтыг хийцгээе (Зураг 13, а). А савыг 1 ба 2-р цорго онгорхой мөстэй усанд хийж сав:: ба доторх агаар хөргөнө 0°C, хавхлагыг хаах 2. Сав дахь агаарын анхны төлөв: t ° = 0 ° C, p 0 = 1 at.Агаарын хэмжээг өөрчлөхгүйгээр бид савыг дотор нь байрлуулна халуун ус. Сав дахь агаар халж, температур нь даралт нэмэгддэг t° 1 = 40°Cболдог p 1 = 1.15 at.Дулааны даралтын коэффициент
Төрөл бүрийн хийн дулааны даралтын коэффициентийг тодорхойлсны дараа Чарльз илүү нарийвчлалтай туршилт хийснээр бүх хий тогтмол эзэлхүүнтэй ижил дулааны даралтын коэффициенттэй болохыг олж мэдэв. 
Дулааны даралтын коэффициентийн томъёоноос
Бид солих болно t ° = T-273 °. Дараа нь
Орлуулах нь бид авдаг
иймээс, р = р 0 γТ.
Хэрэв T 1 температурт хийн даралтыг p 1 гэж тэмдэглэсэн бол температурт T 2 - p 2, Тэр р 1 = γр 0 Т 1Тэгээд р 2 = γр 0 Т 2. Даралтыг харьцуулж үзвэл Чарльзын хуулийн томъёог олж авна.
Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн өгөгдсөн массын хувьд хийн даралт нь хийн үнэмлэхүй температурын өөрчлөлттэй шууд пропорциональ өөрчлөгддөг. Энэ бол Чарльзын хуулийн томъёолол юм. Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн төлөвийг өөрчлөх үйл явц гэж нэрлэдэг изохорик.Чарльзын хуулийн томъёо нь хийн изохорик төлөвийн тэгшитгэл юм. Хийн температур өндөр байх тусам дундаж нь их байх болно кинетик энергимолекулууд, тиймээс тэдний хурд илүү их байдаг. Үүнтэй холбоотойгоор хөлөг онгоцны хананд молекулуудын нөлөөллийн тоо нэмэгддэг, өөрөөр хэлбэл даралт. Зураг дээр. 13, b Чарльзын хуулийн графикийг харуулав.
Хамгийн тохиромжтой хийн изопроцессууд– параметрүүдийн аль нэг нь өөрчлөгдөөгүй үйл явц.
1. Изохорик үйл явц . Чарльзын хууль. V = const.
Изохорик үйл явцүед тохиолддог процесс гэж нэрлэдэг тогтмол эзэлхүүнВ. Энэхүү изохорик процесс дахь хийн зан төлөв нь дуулгавартай байдаг Чарльзын хууль :
Хийн масс ба түүний тогтмол эзэлхүүн ба тогтмол утгын үед молийн масс, хийн даралтын үнэмлэхүй температурын харьцаа тогтмол хэвээр байна: P/T= const.
Изохорик процессын график дээр PV- диаграмм гэж нэрлэдэг изохор . Изохорик процессын графикийг мэдэх нь ашигтай RT- Тэгээд В.Т-диаграммууд (Зураг 1.6). Изохорын тэгшитгэл:
Энд P 0 – 0 °C-ийн даралт, α - температурын коэффициентхийн даралт 1/273 градус -1-тэй тэнцүү байна. Ийм хамаарлын график Рт-диаграмм нь Зураг 1.7-д үзүүлсэн хэлбэртэй байна.
Цагаан будаа. 1.7
2. Изобарик процесс. Гей-Луссакийн хууль.Р= const.
Изобар процесс нь дараах үед тохиолддог процесс юм тогтмол даралтР . Изобарын процессын үед хийн зан төлөвийг дагаж мөрддөг Гей-Люссакийн хууль:
Хийн болон түүний молийн массын тогтмол даралт ба тогтмол утгын үед хийн эзэлхүүний үнэмлэхүй температуртай харьцаа тогтмол хэвээр байна. В/Т= const.
Изобар процессын график дээр В.Т- диаграмм гэж нэрлэдэг изобар . Изобарын процессын графикийг мэдэх нь ашигтай PV- Тэгээд RT-диаграммууд (Зураг 1.8).
Цагаан будаа. 1.8
Изобарын тэгшитгэл:
Энд α =1/273 хэм -1 - эзлэхүүний тэлэлтийн температурын коэффициент. Ийм хамаарлын график Vtдиаграмм нь Зураг 1.9-д үзүүлсэн хэлбэртэй байна.
Цагаан будаа. 1.9
3. Изотерм процесс. Бойл-Мариотын хууль.Т= const.
Изотермүйл явц нь үед тохиолддог үйл явц юм тогтмол температур Т.
Изотерм процессын үед хамгийн тохиромжтой хийн төлөв байдал нь дагаж мөрддөг Бойл-Мариотын хууль:
Тогтмол температур ба хийн масс ба түүний молийн массын тогтмол утгын үед хийн эзэлхүүн ба түүний даралтын бүтээгдэхүүн тогтмол хэвээр байна. PV= const.
Изотерм процессын график дээр PV- диаграмм гэж нэрлэдэг изотерм . Изотерм процессын графикийг мэдэх нь ашигтай В.Т- Тэгээд RT-диаграммууд (Зураг 1.10).
Цагаан будаа. 1.10
Изотермийн тэгшитгэл:
| (1.4.5) |
4. Адиабат процесс(изетропик):
Адиабат процесс нь дулаан солилцоогүйгээр явагддаг термодинамик процесс юм орчин.
5. Политроп процесс.Хийн дулааны багтаамж тогтмол байх үйл явц.Политроп процесс нь дээр дурдсан бүх процессуудын ерөнхий тохиолдол юм.
6. Авогадрогийн хууль.Ижил даралт, ижил температурт, in тэнцүү эзэлхүүнтэйянз бүрийн идеал хий агуулагддаг ижил тоомолекулууд. Нэг худалдааны төвд янз бүрийн бодисууд N A агуулсан=6.02·10 23 молекулууд (Авогадрогийн тоо).
7. Далтоны хууль.Идеал хийн хольцын даралт нь түүнд багтсан хийнүүдийн P хэсэгчилсэн даралтын нийлбэртэй тэнцүү байна.
 |
(1.4.6) |
Хэсэгчилсэн даралт Pn нь тухайн хий дангаараа бүх эзэлхүүнийг эзэлсэн тохиолдолд үзүүлэх даралт юм.
At 
, хийн хольцын даралт.
Чарльзын хуульэсвэл Гей-Люссакийн хоёр дахь хууль - хамгийн тохиромжтой хийн даралт ба температурын хамаарлыг тодорхойлдог хийн үндсэн хуулиудын нэг. Тогтмол эзэлхүүн дэх хийн даралтын температураас хамаарлыг туршилтаар 1787 онд Чарльз тогтоож, 1802 онд Гэй-Люссак боловсруулжээ.
Изохорикэсвэл изохорик процесс(Эртний Грек хэлнээс ἴσος - "тэнцүү" ба χώρος - "газар") - тогтмол эзэлхүүн дээр явагддаг термодинамик процесс. Хий эсвэл шингэн дэх изохорик процессыг явуулахын тулд түүний эзэлхүүнийг өөрчилдөггүй саванд бодисыг халаахад (хөргөх) хангалттай.
Изохорик процесст идеал хийн даралт нь түүний температуртай шууд пропорциональ байна (Чарльзын хуулийг үзнэ үү). IN бодит хийнүүдЧарльзын хууль үйлчлэхгүй.
График дээр энэ нь нэртэй шугамаар дүрслэгдсэн байдаг изохорууд. Тохиромжтой хийн хувьд тэдгээр нь параметрүүдтэй холбоотой бүх диаграммд шулуун байна: (\displaystyle T) (температур), (\displaystyle V) (эзэлхүүн) ба (\displaystyle P) (даралт).
Ихэнх тохиолдолд изохорик үйл явцын анхны судалгааг Guillaume Ampton-тай холбоотой байдаг. 1702 онд "Парисын дурсамжууд" хэмээх бүтээлдээ тэрээр "агаарын термометр" гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийн доторх тогтмол эзэлхүүн дэх хийн үйл ажиллагааг дүрсэлсэн байдаг. Түүний доторх шингэн нь сав дахь хийн даралтын нөлөөн дор тэнцвэрт байдалд байна агаарын даралт. Халах үед усан сан дахь даралт нэмэгдэж, шингэн нь цухуйсан багана руу шахагдана. Температур ба даралтын хоорондын хамаарлыг дараах байдлаар тогтоов.
(\displaystyle (\frac (p_(1))(p_(2)))=(\frac (1+\альфа t_(1))(1+\альфа t_(2))))
1801 онд Жон Далтон хоёр зохиолдоо туршилтаа нийтэлснээр түүний тогтмол даралтын дор судалсан бүх хий, уур нь температурын өөрчлөлттэй тэнцүү хэмжээгээр тэлдэг, хэрэв анхны болон эцсийн температур ижил байвал. Энэ хуульГэй-Луссак удалгүй бие даасан туршилт хийж, янз бүрийн хийн ижил тэлэлтийг баталж, Далтонтой бараг ижил коэффициентийг олж авсан тул Гей-Люссакийн хууль гэж нэрлэжээ. Дараа нь тэрээр өөрийн хуулиа Бойл-Мариотын хуультай хослуулсан бөгөөд энэ нь бусад зүйлсийн дунд изохорик үйл явцыг дүрслэх боломжийг олгосон юм.
Температурын өөрчлөлттэй хамт хийн даралтын өөрчлөлт нь P/T харьцаа тогтмол байх байдлаар явагддаг.
Тиймээс энэ хуулийг туршилтаар баталгаажуулснаар өөр үр дүн гарахгүй.
IN изохорик процесс
(В= const) хий ямар ч ажил хийдэггүй, А = 0.
АДИАБАТИЙН ПРОЦЕСС
Адиабат, эсвэл адиабат процесс(эртний Грек хэлнээс ἀδιάβατος - "нэвчшгүй") - макроскопийн систем дэх термодинамик процесс бөгөөд систем нь хүрээлэн буй орон зайтай дулаан солилцдоггүй. 18-р зуунаас адиабат процессын ноцтой судалгаа эхэлсэн.
Адиабат процесс нь политропик процессын онцгой тохиолдол юм, учир нь хийн дулааны багтаамж тэг учраас тогтмол байдаг. Адиабат процесс нь цаг мөч бүрт систем тэнцвэрт байдалд байх үед л буцах боломжтой байдаг (жишээлбэл, төлөвийн өөрчлөлт нэлээд удаан явагддаг), энтропид өөрчлөлт ороогүй болно. Зарим зохиогчид (ялангуяа Л.Д. Ландау) зөвхөн буцах боломжтой адиабат процессуудыг адиабат гэж нэрлэдэг.
Идеал хийн урвуу адиабат процессыг Пуассоны тэгшитгэлээр тайлбарлав. Төлөөлөгч шугам адиабат процесстермодинамик диаграм дээр гэж нэрлэдэг Пуассон адиабат. Адиабатын эргэлт буцалтгүй үйл явцын жишээ бол тархалт байж болно шок долгионхийд. Энэ үйл явцыг тайлбарласан болно шок адибат. Байгалийн хэд хэдэн үзэгдлийн процессыг адиабат гэж үзэж болно. Түүнчлэн, ийм үйл явц нь технологийн хэд хэдэн хэрэглээг хүлээн авсан.
Агаар мандлын даралт байгааг 17-р зуунд хэд хэдэн туршилтаар нотолсон. Таамаглалын анхны нотолгооны нэг нь байв Магдебургийн хагас бөмбөрцөг, Германы инженер Герикийн зохион бүтээсэн. Хагас бөмбөрцөгөөс үүссэн бөмбөрцөгөөс агаарыг шахаж, дараа нь гадны агаарын даралтаас болж тэдгээрийг салгахад хэцүү байв. Агаар мандлын даралтын шинж чанарыг судлах өөр нэг туршилтыг Роберт Бойл хийжээ. Хэрэв та муруй шилэн хоолойг богино үзүүрээс нь гагнаж, урт тохойн дээр байнга мөнгөн ус нэмбэл богино тохойн оройд гарахгүй, учир нь хоолой дахь агаар шахагдаж тэнцвэржих болно. үүн дээрх мөнгөн усны даралт. 1662 он гэхэд эдгээр туршилтууд Бойл-Мариоттын хуулийг боловсруулахад хүргэсэн.
1779 онд Ламбертын Пирометр нь поршений хөдөлж буй агаарын шахуургын хүлээн авагч дахь температурыг нэмэгдүүлж, бууруулах туршлагыг тодорхойлсон. Дараа нь энэ нөлөөДарвин (1788), Пиктет (1798) нар баталжээ. 1802 онд Далтон хийн конденсац нь дулаан ялгарах, харин хөргөх замаар ховордох зэрэг илтгэлүүдийг нийтлэв. Зэвсгийн үйлдвэрийн ажилчин 1803 онд Лионы физикч Молайгийн мэдээлснээр үлээгч бууны торхонд агаар шахаж гал авалцжээ.
Физикч Пуассон хуримтлуулсан туршилтын мэдлэгийн онолын ерөнхий дүгнэлтийг хийжээ. Адиабат процессын үед температур тогтмол биш байдаг тул Бойл-Мариотын хуульд засвар оруулах шаардлагатай бөгөөд Пуассон үүнийг коэффициент гэж тодорхойлсон. кдулаан багтаамжийн харьцаагаар илэрхийлнэ. Туршилтаар энэ коэффициентУолтер, Гэй-Люссак нар (туршилтыг 1807 онд тайлбарласан), дараа нь 1819 онд Десормес, Клемент нар тодорхойлсон. Практик хэрэглээадиабат процессыг С.Карно уг бүтээлдээ санал болгосон. Хөдөлгөгч хүчгал" 1824 онд.
Хэрэв термодинамик процесс нь ерөнхий тохиолдолгурван процессыг илэрхийлдэг - дулааны солилцоо, систем (эсвэл систем дээр) хийсэн ажил, түүний өөрчлөлт дотоод энерги, тэгвэл орчинтой системийн дулаан солилцоо (dQ=0(\displaystyle \Delta Q=0)) байхгүйн улмаас адиабат процесс нь зөвхөн сүүлийн хоёр процесс хүртэл буурдаг. Иймд термодинамикийн нэгдүгээр хууль энэ тохиолдолд dU=-A хэлбэрийг авна
(\displaystyle \Delta U=-A,)
Энд dU (\displaystyle \Delta U) нь биеийн дотоод энергийн өөрчлөлт, dA(\displaystyle A) нь системийн гүйцэтгэсэн ажил юм.
Системийн хилээр дулаан дамжилтын улмаас урвуу адиабат процесст системийн энтропи (\displaystyle S)dS өөрчлөгддөггүй: dS=dQ/T=0
(\displaystyle \mathrm (d) S=\delta Q/T=0.)
Энд (\displaystyle T)T нь системийн температур, (\displaystyle \delta Q)dQ нь системийн хүлээн авсан дулаан юм. Үүний ачаар адиабат процесс байж болно бүрэлдэхүүн хэсэгурвуу мөчлөг.
Адиабат процессын нээлт бараг тэр даруй цаашдын судалгаанд хэрэглэгдэх болсон. Бүтээл онолын загварКарногийн мөчлөг нь жинхэнэ дулааны хөдөлгүүрийн хөгжлийн хязгаарыг тогтоох боломжийг олгосон (С. Карно өөрөө илүү өндөр үр ашигтай хөдөлгүүр бий болгох боломжтой гэдгийг харуулсан. байнгын хөдөлгөөнт машин). Гэсэн хэдий ч Карногийн циклийг зарим бодит үйл явцын хувьд хэрэгжүүлэхэд хэцүү байдаг, учир нь үүнд багтсан изотермууд нь тодорхой дулаан дамжуулах хурдыг шаарддаг. Тиймээс тодорхой практик асуудлуудад хэрэглэгдэхүйц, Карногийн мөчлөгтэй (жишээлбэл, Оттогийн мөчлөг, хий шингэрүүлэх цикл) хэсэгчлэн төстэй мөчлөгийн зарчмуудыг боловсруулсан.
Цаашдын судалгаагаар байгаль дахь зарим үйл явцыг (жишээлбэл, хий дэх дуу чимээний тархалтыг) адиабат процессоор хангалттай хэмжээгээр тодорхойлж, тэдгээрийн зүй тогтлыг тодорхойлох боломжтой болохыг харуулсан. Хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцохгүйгээр хий доторх химийн урвал нь мөн тодорхойлолтоор адиабат процесс байх болно. Ийм процесс нь жишээлбэл, адиабат шаталт юм. Дэлхийн агаар мандлын хувьд түүний эзэлхүүнийг нэмэгдүүлэхийн тулд хий хийх үйл явцыг мөн адиабат гэж үздэг. боломжит эрчим хүч. Эндээс дэлхийн агаар мандлын адиабат температурын градиентийг тодорхойлох боломжтой. Адиабат процессын онолыг агаар мандалтай одон орны бусад объектод ашигладаг. Ялангуяа Нарны хувьд макроскопийн конвекцийн хөдөлгөөн байгаа эсэхийг онолын хувьд адиабатын градиент ба радиаль тэнцвэрийн градиентийг харьцуулан тодорхойлдог. Адиабат бүрхүүлийг ашиглан үүсэх процессыг адиабат гэж үзэж болно.
Карногийн мөчлөг бол хамгийн тохиромжтой термодинамик мөчлөг юм. Карногийн дулааны хөдөлгүүрЭнэ мөчлөгийн дагуу ажиллах нь циклийн хамгийн их ба хамгийн бага температур нь хамгийн их ба хамгийн бага температуртай давхцдаг бүх машинуудын хамгийн их үр ашигтай байдаг. хамгийн бага температурКарногийн мөчлөг.
Хамгийн их бүтээмжурвуу циклээр хүрдэг. Циклийг буцаах боломжтой байхын тулд температурын зөрүүтэй дулаан дамжуулалтыг үүнээс хасах шаардлагатай. Энэ баримтыг батлахын тулд температурын зөрүүтэй үед дулаан дамжуулалт явагдана гэж үзье. Энэ програмхалуун биеэс хүйтэн бие хүртэл үүсдэг. Хэрэв бид энэ процессыг буцаах боломжтой гэж үзвэл энэ нь дулааныг хүйтэн биеээс халуун руу шилжүүлэх боломжтой гэсэн үг бөгөөд энэ нь боломжгүй тул үйл явц нь эргэлт буцалтгүй юм. Үүний дагуу дулааныг ажил болгон хувиргах нь зөвхөн изотермоор явагдана [Comm 3]. Энэ тохиолдолд хөдөлгүүрийн урвуу шилжилт эхлэх цэгЗөвхөн изотермийн процессоор дамжуулан хийх боломжгүй, учир нь энэ тохиолдолд хүлээн авсан бүх ажил нь анхны байрлалыг сэргээхэд зарцуулагдах болно. Адиабат процесс нь буцах боломжтой гэдгийг дээр харуулсан тул энэ төрлийн адиабат процессыг Карногийн мөчлөгт ашиглахад тохиромжтой.
Карногийн мөчлөгийн үед нийт хоёр адиабат процесс явагддаг.
1. Адиабат (изентропик) тэлэлт(зураг дээр - процесс 2→3). Ажлын шингэнхалаагуураас салж, хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцохгүйгээр өргөжин тэлсээр байна. Үүний зэрэгцээ түүний температур нь хөргөгчийн температур хүртэл буурдаг.
2. Адиабат (изентропик) шахалт(зураг дээр - процесс 4→1). Ажлын шингэнийг хөргөгчнөөс салгаж, хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцохгүйгээр шахдаг. Үүний зэрэгцээ түүний температур халаагчийн температур хүртэл нэмэгддэг.
ПОЛИТРОП ПРОЦЕСС
Тэгшитгэлээр тодорхойлсон процессыг политропик гэж нэрлэдэг
Нэг моль идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл
(3.38) тэгшитгэлийг ялгаж үзье:
Баруун тал(3.40) тэнцүүг (3.36)-д орлуулъя. Дараа нь
Политроп процесс нь бүх изопроцессын ерөнхий дүгнэлт юм.
Сэтгэгдэл: 1. Изобарик процесс, Р=const. Энэ тохиолдолд PV n = const политроп тэгшитгэл нь PV 0 = const хэлбэрийг авна, учир нь политропик индекс n=0, C n =C p .
2. Изотерм процесс, T=const. n=1 үед политроп тэгшитгэл нь изотермийн тэгшитгэл болж хувирна, өөрөөр хэлбэл. PV=const. (3.42) C n =C T =±¥-ийн дагуу тогтмол температурт дулааны багтаамж.
3. Изохорик процесс, V=const. n=±¥ үед политроп тэгшитгэл изохорын тэгшитгэл болж хувирна.
Тогтмол эзэлхүүнтэй дулааны багтаамж.
4. Адиабат процесс, Q=const. n=g үед политроп тэгшитгэл нь адиабат тэгшитгэл болж хувирах ба дулааны багтаамж C n =C Q =0.
Политроп процессын ажлыг олцгооё.
Хоёр адиабат төлөвийг авч үзье.
Политропик процессын ажил
| . |
Тогтмол даралттай үед хийн эзэлхүүн нь түүний температуртай пропорциональ байна.
Аэронавтикийн анхдагчдын нэг Жак Александр Сезар Чарльз халуун агаарын бөмбөлөг бүтээх хүсэл тэмүүллийнхээ үр дүнд шинжлэх ухаанд ирсэн. бөмбөлөг, тэр үед дөнгөж гарч ирсэн халсан агаараар дүүрсэн. Би орчин үеийн агаарын бөмбөлөг нисгэгчидтэй ярилцсан бөгөөд тэд Чарльзын хоёр зуун гаруй жилийн өмнө боловсруулсан нээлттэй хийн түлшний загвар нь үндсэн өөрчлөлтөд ороогүй бөгөөд өнөөг хүртэл ашиглагдаж байна гэж мэдэгдэв. Үүнд гайхах зүйл алга шинжлэх ухааны сонирхолЧарльз хийн шинж чанарыг судлах чиглэлээр ажилладаг байсан тул үгүй. Чарльз 1787 онд хүчилтөрөгч, азот, устөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хэд хэдэн туршилт хийсний дараа өөрийн нэрээр нэрлэгдсэн хуулийг боловсруулсан.
Чарльзын хуулийн утгыг ойлгохын тулд хий нь хурдан хөдөлж, мөргөлдөж буй молекулуудын цуглуулга гэж төсөөлөөд үз дээ. Хийн даралтыг молекулуудын савны хананд үзүүлэх нөлөөгөөр тодорхойлно: илүү их нөлөө үзүүлэх тусам даралт ихсэх болно. Жишээлбэл, таны байгаа өрөөнд байгаа агаарын молекулууд 101,325 паскал (эсвэл 1 бар) даралттай байдаг. бид ярьж байнацаг уурын тухай).
Чарльзын хуулийг ойлгохын тулд доторх агаарыг төсөөлөөд үз дээ бөмбөлөг. Тогтмол температурт бөмбөлөг дэх агаар нь түүний молекулуудын үүсгэсэн даралт 101,325 паскал хүрч, атмосферийн даралттай тэнцэх хүртэл өргөжиж эсвэл агших болно. Өөрөөр хэлбэл, бөмбөг рүү чиглэсэн агаарын молекулын гаднаас цохилт болгонд бөмбөгний дотор талаас гадагш чиглэсэн агаарын молекулын ижил төстэй цохилт байх болно. Бөмбөлөг дэх агаарын температурыг бууруулбал (жишээлбэл, том хөргөгчинд хийвэл) бөмбөгний доторх молекулууд илүү удаан хөдөлж, бөмбөгний ханыг дотроос бага эрч хүчтэй цохино. Дараа нь гаднах агаарын молекулууд бөмбөгөнд илүү их дарамт учруулж, түүнийг шахаж, улмаар бөмбөг доторх хийн хэмжээ буурах болно. Энэ нь хийн нягтралын өсөлт нь буурсан температурыг нөхөх хүртэл явагдах бөгөөд дараа нь тэнцвэрт байдал дахин бий болно.
Чарльзын хууль нь бусад хийн хуулиудын хамт хийн даралт, эзэлхүүн, температурын бодисын хэмжээ хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог хийн төлөв байдлын хамгийн тохиромжтой тэгшитгэлийн үндэс болсон.
Жак Александр Сезар Чарльз, 1746-1823
Францын физикч, химич, инженер, нисэх онгоцны нисгэгч. Гоо сайханд төрсөн. Залуудаа тэрээр Парист Сангийн яаманд түшмэлээр ажиллаж байжээ. Аэронавтикт сонирхолтой болсноор тэрээр орчин үеийн загвартай халуун агаарын бөмбөлөг зохион бүтээсэн бөгөөд өргөх хүч нь бөмбөлөг доторх шарагчаар халсан агаарын тэлэлттэй холбоотой юм. Тэрээр хамгийн түрүүнд дүүргэсэн хүмүүсийн нэг байсан Бөмбөлөгустөрөгч (энэ нь агаараас хэд дахин хөнгөн бөгөөд халуун агаараас хамаагүй их өргөлтийг өгдөг) бөгөөд ингэснээр өргөлтийн өндөр (3000 м-ээс дээш) болон нислэгийн хүрээ (43 км) -ийн дээд амжилтыг тогтоов. Чарльз хийн шинж чанарыг судлах сонирхолтой болсон нь аэронавтик юм.
