Инженердік термодинамика: Негіздері және принциптері
Мүхендісдік термодинамикасының негіздері жақшы дүние тудыруда маңызды рөл атқарады, ойындарды, жабдықтарды және олардың жалпы құрылымын жетілдіру арқылы.
Жабдықтың жұмыс істейтінін бағалау кезінде маңызды факторлар - санаттың шығыс продукциясы, енгізілген сыртқы материалдың пайдаланылуы, өндіру құны, және ауызша тағам беру туралы бағалау. Азыркы инжендер термодинамика концепциясын адам қорғау және қонау үшін арналған нәрселерді зерттеу және қайта жасау үшін қолданып отыр.
Термодинамика науысы 19шы ғасырдан бастап бар. Сондықтан астына алған уақытта илимгерлер мен инжендер оны қолданушыға қолайлы етуді үнемі және тұрақты жасырған.
Термодинамика негіздері
Термодинамика сөзі грек тілінен (жылу деген сөз) және динамика (күш деген сөз) шығып, инженерлер системаны және оның аймаққа тигізген әсерін зерттеуге қызығушы.
Бұл бөлімдегі ұғымдар/ақпараттар оқырмандарға мүхендісдік термодинамика (бірнеше жағдайларда Жылу-Энергия Инженериясы деп аталады) ұғымын түсіну үшін қолданылады.
Система, аймақ және Космосты
Система - бұл біз зерттеуге және қызығушы болған нәрсе, сондықтан бірінші қадам - системаның зерттеу максатын так қойып, системаның құрылымын жетілдіру немесе жеңілдікті азайту гөзі. Системаның мысалы - соғыс сақтау үйіндегі рефрижерация циклін немесе энергетикалық электростанциядағы Ранкин циклін талдау.
Система - бұл белгілі бір масса чистого вещества, бір заттардың композициясы циклге байланысты тұрақты немесе өзгеріп отырған замандағы заттармен шектелген; сондықтан, системаның өлшемдері тұрақты болуы міндетті емес (компрессордағы ауа пистон арқылы сымдылатын), ол өзгеріп отыруы мүмкін (тутылған шар).
Системаның сыртқы құрылымымен әрекеттенуі - система мен аймақ арасында өтеді, бұл термодинамикада (жылу-энергия инженериясы) маңызды роль атқарады.
Системаны аймақтан бөліп тұратын элемент - граница. Системаның границасы тұрақты немесе қозғалысқа қолданылатын болуы мүмкін.
Система мен аймақ арасындағы әрекет границаны атқарып өтеді, сондықтан термодинамикада (жылу-энергия инженериясы) маңызды роль атқарады.
Термодинамикадағы системалар түрлері
Термодинамикада екі негізгі системалар түрі бар:
Жабылған система немесе контроль массасы: белгілі бір заттың массасымен байланысты. Ашық системадан айырмашылығы, жабылған системада материяның массасы системаның границасында өзгеріссіз. Егер системаның аймақымен әрекет етпей, изолацияланған және аймақтан тәуелсіз болса, онда ол изолацияланған системады айтады.
Контроль об'єми (Ашық система): Контроль об'ємі - бұл масса және энергия өтуі және системаның границасын өтуі мүмкін болатын аймақ. Ашық системаның границасы - бұл контроль жазықтығы, бұл жазықтық нақты немесе жоқ болуы мүмкін.
Контроль об'єминің мысалы - су өткізгіштері арқылы су өтуі, пар өткізгіштері арқылы пар өтуі, ауа өткізгіштері арқылы ауа өтуі сияқты масса өтуі керек болатын жабдықтар.
Микроскопиялық термодинамика
Термодинамикада микроскопиялық подход да статистикалық термодинамикады айтады, ол заттың құрылымымен байланысты және статистикалық термодинамиканың максаты - қызықтырған системаның нуклеарларының орташа құбылысын сипаттау және сондықтан бұл ақпаратты системаның макроскопиялық құбылысын байқау үшін қолдану.
Термодинамикалық қасиеттер, состояния және процестер
Термодинамикалық қасиеттер
Термодинамикалық қасиет - бұл системаның макроскопиялық қасиеті. Қасиеттің мәні барлық уақытта өзінің мәнін белгілей алады, оның өзгерісі және өзгеріс тарихын білу үшін ерекше маңызды емес.
Екстенсивті қасиеттер
Массаға байланысты қасиеттер екстенсивті қасиеттер деп аталады және системаның барлық қасиеттерінің қосындысы ретінде қасиеттердің мәнін анықтау үшін қолданылады. Екстенсивті қасиеттердің мысалдары - көлем, энергия, масса. Екстенсивті қасиеттер системаның өлшеміне байланысты өзгеріп отырады және уақыт шығысқа өзгеріп отыруы мүмкін.
Интенсивті қасиеттер
Екстенсивті қасиеттерге салыстырғанда, интенсивті қасиеттер массаға байланысты емес және қосындысы емес. Ол системаның өлшеміне байланысты емес. Системаның әрбір нүктесінде интенсивті қасиеттер әр түрлі болуы мүмкін. Интенсивті қасиеттердің мысалдары - басына және температура.
Термодинамикалық состояние
Состояние - бұл системаның қасиеттері арқылы ең жақсы түрде сипатталатын системаның абалы. Системаның ішіндегі масса аралық уникалду жағдайларда, бұларды состояние деп атайды. Системаның қасиеттерінің арасында байланыс бар, бірақ қасиеттердің біреуінің мәнін беру арқылы состояние анықталуы мүмкін.
Термодинамикалық процестер
Термодинамикалық процестер - бұл бір состояниеға қарай басқа состояниеға өту. Егер системаның макроскопиялық қасиеттерінің мәндері екі айырмалы уақытта тең болса, онда системаның состояниесы тең болады. Системаның қасиеттері уақытқа қатысты өзгеріссіз болса, онда системаның стабилді состояниесы жасалады.
Системаның теңсіздік циклі
Системаның теңсіздік циклі - бұл бір состояниеға қарай басқа состояниеға өту процессі. Цикл аяқталғанда, оның барлық қасиеттері бастапқы мәндеріне тең болады. Теңсіздік циклдері бірнеше тұрғыдан тұратын бірнеше тұрғыдан тұратын көптеген қолданылымдарда маңызды роль атқарады, мисалы, жылу электростанциясында конденсаттың циркуляциясы.
Жұмыс заты
Зат теориясы энергия ұғымын түсіну үшін қолданылады. Зат массасы, көлемі және ортақ мекенімен белгіленеді, оның құрылымы және түріне қарамастан, ол құпиялылық және тиімділік сияқты белгілі бір қасиеттері бар. Зат молекулалар деп аталатын көптеген частичкалардан тұрады. Жұмыс заты тұрақты, су немесе газ түрінде болуы мүмкін.
Жұмыс затында молекулалар бір-біріне жақын және күшті түрде байланысты, олар өзінің формасын өзгерту үшін үлкен
