SlideShare a Scribd company logo
Òåðìîäèíàìèê
Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëèéã
èçîïðîöåññóóäàä õýðýãëýõ
Ëåêö ¹9
Òåðìîäèíàìèê
Õèé áîëîí áóñàä òºëºâ¿¿äèéí ìàêðî
ïàðàìåòð¿¿äèéí õîîðîíäûí õàðèëöàà õîëáîîã
òóðøëàãûí ¿íäýñ äýýð òóëãóóðëàí ñóäëàõ
ìîëåêóë ôèçèêèéí á¿ëãèéã òåðìîäèíàìèê ãýíý.
Òåðìîäèíàìèêèéí ¿íäñýí ïàðàìåòð íü :
A
U
−
Δ −
àæèë
äîòîîäýíåðãè
Q-äóëààí
Àæèë [A]
Àëèâàà ìåõàíèê õºäºë㺺íèé ººð÷ëºëòººð
òîäîðõîéëîãäîíî.
Òåðìîäèíàìèê àæèë íü :
dA F dx= ⋅
F P S
dV S dx
dA F dx P S dx P dV
P
= ⋅
= ⋅
= ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅
− äàðàëò
⋅dA = P dV
0dV > õèé òýëýõ ¿åä dA >0 ãàäàãøàà àæèë õèéíý.(ýåðýã )
dV <0 õèé øàõàãäàõ ¿åä dA <0 ãàäíààñ àæèë õèéíý.(ñºðºã)
Äîòîîä ýíåðãè -
Àòîì ìîëåêóëóóäûí äóëààíû õºäºë㺺íä íººöëºãäºõ ýíåðãèéã
äîòîîä ýíåðãè ãýíý. Äóëààíû ýíåðãè íü àòîì ìîëåêóëóóäûí ÷ºëººíèé
çýðýãò æèãä õóâààðüëàãäàíà.
Íýã ìîëåêóëä íººöëºãäºõ ýíåðãè :
Äîòîîä ýíåðãèéí òîìú¸î:
äîòîîä ýíåðãè íü
èçîòåðì ïðîöåññò
õàäãàëàãäàíà áóñàä
ïðîöåññò ººð÷ëºãäºíº.
UΔ
2
i
U kT=
2
i
U N kT= ⋅
2 2 2
A
i i i
U N kT v N kT v RT
i
2
U v R T
= ⋅ = ⋅ = ⋅
äîòîîä ýíåðãèéí ººð÷ëº ëòíü:
Δ = ⋅ Δ
׺뺺íèé çýðýã –(i)
׺뺺íèé çýðýã íü áèåèéí õºäºë㺺íèéã
òîäîðõîéëîõ õàìãèéí öººí òýãøèòãýëèéí òîî
áóþó ¿ë õàìààðàõ õºäºë㺺íèé òîîã õýëíý.
à.Íýã àòîìò i=3 ( x,y,z) ãóðâàí äàâøèõ õºäºë㺺í
á. Õî¸ð àòîìò i=5 ãóðâàí äàâøèõ , õî¸ð ýðãýõ
õºäºë㺺í
â.Ãóðàâ áà ò¿¿íýýñ îëîí àòîìò õèé i=6 ãóðâàí ýðãýõ,
ãóðâàí äàâøèõ õºäºë㺺í .
Äóëààí - Q
Íýã áèåýñ íºãºº áèåä àæèë õèéõã¿éãýýð
øèëæèæ áàéãàà ýíåðãèéã äóëààí ãýíý.
Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü
Ñèñòåìèéí àâñàí äóëààí íü ñèñòåìèéí äîòîîä ýíåðãèéã
íýìýãä¿¿ëýõ áîëîí ãàäàãøàà õèéõ àæèëä çàðöóóëàãäàíà.
Q dU Aδ δ= +
0
0
Q
Q
δ
δ
>
<
àâñàí äóëààí áóþó ýåðýã ãýæ òîîöíî.
àëäñàí äóëààí áóþó ñºðºã ãýæ òîîöíî.
d
δ
−
∂
º÷¿¿õýí æîîõîí ººð÷ëº ëò äèôôåðåíöèàë
- òóõàéí óëàìæëàë( ôóíêö îëîí õóâüñàã ÷ ààñ õàìààðàõáóþó çºâõºí
íýã õóâüñàã ÷ èéí õóâüä äàõü ººð÷ëº ëò )
- ººð÷ëº ëò íü ÿàæ õèéñýí. (àðãà çàìààñ õàìààð÷ ººð ººð áàéíà. )
Òåðìîäèíàìèêèéí 1-ð õóóëèéã
èçîïðîöåññóóäàä õýðýãëýõ
T=const èçîòåðì
ïðîöåññ
2 2
2
1
1 1
1 1 2
1 1 1 1 1 1
10
0
2
ln( ) ln
V VA
V
V
V V
i
dU vR dT dT dU const
Q A
PV V
A dA PdV PV PV dV PV V PV
V V
δ δ
= ⋅ ⋅ → = → =
=
⎛ ⎞
= = → = → = = ⎜ ⎟
⎝ ⎠
∫ ∫ ∫
Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü áè ÷ âýë :
2 2 2
1 1
1 1 1
2
1
ln ln ln
ln
V V P
A PV v RT v RT
V V P
P
Q A v RT
P
⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞
= = ⋅ = ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
⎛ ⎞
= = ⋅ ⎜ ⎟
⎝ ⎠
Èçîõîð V=const
Ýíý ¿åä ýçýëõ¿¿í ººð÷ëºãäºõã¿é.
0dA PdV dV const A= → = → =
( )
2 2
1 1
2 1
0
2 2 2
T TQ
T T
Q dU
i i i
Q dQ dU vR dT vR T T vR T
δ =
= = = ⋅ = − = Δ∫ ∫ ∫
Òåðìîäèíàìèêèéí 1- õóóëèéã áè ÷ âýë :
Äóëààí áàãòààìæ
Áèåèéí òåìïåðàòóðûã íýãæýýð íýìýãä¿¿ëýõýä øààðäàãäàõ äóëààíû
õýìæýýã äóëààí áàãòààìæ ãýíý.
Íýãæ ìàññòàé áèåèéí õóâèéí äóëààí áàãòààìæ :
Ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ:
Q
C
T
Δ
=
Δ
0
Q
C
T m
Δ
=
Δ ⋅
0M
Q C
C C M
T v v
M
Δ
= ⋅ = =
Δ ⋅
− ìîëèéí ìàññ
v - áîäèñûí õýìæýý
V=const ¿åèéí
ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ
2 2
MV V
Q dU i vR i
C C R
T v dT v v
Δ
= = = = =
Δ ⋅ ⋅
2
V
i
Q U vR T vC T= Δ = Δ = Δ
Èçîáàp P=const
Äàðàëò ººð÷ëºãäºõã¿é ó÷ðààñ àæèë õèéãäýíý, äîòîîä ýíåðãè íü
ººð÷ëºãäîæ, äóëààí ººð÷ëºãäºíº. Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü íü:
Ñèñòåìèéí àâñàí äóëààí íü äîòîîä ýíåðãèéí ººð÷ëºëò áîëîí ãàäàãøàà
õèéõ àæèëòàé òýíö¿¿.
Q dU Aδ δ= +
2
1
2
1
2 1
2 1
0
( )
( )
2 2 2
V
V
TU
V
T
A PdV P V V
i i i
U dU vR dT v R T T v R T vC T
= = −
= = ⋅ = − = Δ = Δ
∫
∫ ∫
Äàðàëò òîãìòîë ¿åèéí
Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü
PV vRT
δ
=
Δ Δ
òýãøèòãýëèéã äèôôåðåíöèàëáàë :
VdP +PdV =vRdT
A = PdV =vRdT
A = P V =vR T
1 1
2 2 2
i i i
Q A U vR T vR T vR T A
⎛ ⎞ ⎛ ⎞
Δ = + Δ = Δ + Δ = + Δ = +⎜ ⎟ ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
P= const ¿åèéí
ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ
2
2 2
2
2
2
MP P V
P P
V
Q i i
C C R R C R R
T v
i
Q vC T v T
CQ i
R
Δ +
= = = + = + =
Δ ⋅
+
= Δ = Δ
Δ
= =Èçîáàð ¿åä
A
P VC C R− =
Ìàéåðûí òýãøèòãýë
Òåðìîäèíàìèêèéí 1 –ð õóóëü
Èçîòåðì dU=0
Èçîõîð dA=0
Àäèàáàò dQ=0
Àäèàáàò ïðîöåññ Q=0
Äóëààí ñîëèëöîîã¿éãýýð ÿâàãäàõ ïðîöåññûã àäèáàò ïðîöåññ ãýíý.
Õèéã õóðäòàé øàõàõ áóþó òýëýõ ¿åä àäèàáàò ïðîöåññ äîòîîä
ýíåðãýýðýý àæèë õèéíý .
0 0dQ dU A dU Aδ δ= → = + → = −
1 1
1 1
PV const
PV const
PV
PV PV P
V
γ
γ
γ γ
γ
=
=
= → =
Èçîòåðì
Àäèàáàò
Àäèàáàò Q=0
( )
22 2 2
1 1 1 1
1
1
1 1 1
1 1 1
1 1
1 1 1 2 2
1 1 2 1
1 1
1
1
1 1
1 1 1
VV V V
V V V V
PV V V
A PdV dV P dV PV
V V
PV V vR T V
PV V V
V V
γ
γγ γ
γ
γ
γ γ
γ γ
γ
γ γ γ
−
−
− −
−
⎛ ⎞
= = = = =⎜ ⎟
−⎝ ⎠
⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞Δ
⎜ ⎟ ⎜ ⎟= − = − = −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟− − −⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠
∫ ∫ ∫
dU Aδ= −
2P
V
C i
C i
γ
γ
−
+
= =
àäèàáàòûí èëòãýã ÷
1
PV const
TP const
γ
γ −
=
=
Ïàóññîíû òýãøèòãýë
const
γ
γ
=
-1
TV =const
PV
Ïîëèòðîï ïðîöåññ
Äóëààí áàãòààìæ íü òîãòìîë ïðîöåññûã ïîëèòðîï ïðîöåññ ãýíý.
Ïîëèòðîï ïðîöåññûí ¿åä :
Ïîëèòðîï ïðîöåññûí ¿åä ñèñòåìèéí àæèë :
Ïîëèòðîïûí èëòãýã÷ :
n
PV const
n
=
− ïîëèòðîïûí çýðýã
1
2
1
1
1
n
vR T V
A
n V
−
⎛ ⎞⎛ ⎞Δ
⎜ ⎟= −⎜ ⎟⎜ ⎟− ⎝ ⎠⎝ ⎠
P
V
C C
n
C C
nQ vC Tδ
−
=
−
ïîëèòðîï ïðîöåññûí äóëààí íü :
= ⋅Δ
ãýíý.òýãøèòãýëÏóàññîíû−= ConstPV γ
γγ
γ
γγ
2211
2
1
1
2
1
2
1
2
lnln
2
1
2
1
VPVP
P
P
V
V
P
P
V
V
P
dP
V
dV
P
P
V
V
⋅=⋅⇒⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⇒=⇒−= ∫∫
ConstPT
ConstVT
=⋅
−=⋅
−
−
1
1
γγ
γ
äõóâèëáàðóóéíòýãøèòãýëèÏóàññîíû
V1
V2
ð
V
Ò=const
àäèàáàò
V3
1
3
2
ð
V
àäèàáàò
1
2
1
1
1
R T V
A
V
γ
γ
−
⎡ ⎤⎛ ⎞
⎢ ⎥= − ⎜ ⎟
− ⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦
Àäèàáàò ïðîöåññûí àæèë:
V
m
A U C T
M
= −Δ = − ⋅ Δ áóþó
Ýíä ïóàññîíû òýãøèòãýëèéã àøèãëàí èíòåãðàë÷èëáàë :
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
−
=
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
−
=
−
−
−
1
211
21
1
1
211
21
1
1
1
1
T
TVP
A
P
PVP
A
γ
γ
γ
γ
Äóãóé ïðîöåññ.
Ñèñòåì ïðîöåññèéí ýöýñò àíõíûõàà òºëºâò
ýðãýí îðæ áàéâàë ýíý ïðîöåññèéí äóãóé ïðîöåññ
ãýíý.
V
P
V1 V2
1
2
á
a
Äóãóé ïðîöåññ íü 1à2 øóóä áà
2á1 óðâóó õî¸ð ïðîöåññîîñ òîãòîíî.
Õàðèí 2á1 ïðîöåññèéí ¿åä V22á1 V1 ä¿ðñèéí òàëáàéòàé
òýíö¿¿ ñºðºã À2 àæèë õèéãäýíý. Òýëýõ ¿åä õèéãäýõ
À1 àæëààñ àãøèõ ¿åä õèééãäýõ À2 àæèë áàãà òóë íèéò
àæèë À= À1+À2 ýåðýã áàéíà. Èéì äóãóé ïðîöåññèéã
øóóä öèêë ãýíý. Ýíý äóãóé ïðîöåññèééí ¿åä ãàäíààñ àâñàí
äóëààíààð àæëûí áèå áîëîõ õèé àøèãòàé àæèë õèéíý.
Øóóä öèêë öàãèéí ç¿¿íèé äàãóó ÷èãëýëä ÿâíà.
Äýýðõè äóãóé ïðîöåññèéã óðâóó ÷èãëýëä ººðººð
õýëáýë öàãèéí ç¿¿íèé ýñðýã ÷èãò ÿâóóëáàë àãøèëòûí
ñºðºã àæèë òýëýëòèéí ýåðýã àæëààñ èõ áîëæ íèéò àæèë
ñºðºã áîëíî. Èéì äóãóé ïðîöåññèéã óðâóó öèêë ãýíý.
Óðâóó öèêëèéí ¿åä õèé àøèãòàé àæèë õèéõã¿é õàðèí
ãàäíû õ¿÷íèé ¿éë÷ëýëýýð ýíý ïðîöåññ ÿâàãäàæ õ¿éòýí
áèåýýñ àâñàí äóëààíûã õàëóóí áèåä äàìæóóëíà.
Äóëààíû áà õºðãºã÷ ìàøèí.
Øóóä öèêëèéí ¿åä ãàäíààñ õàëààã÷ààñ àâñàí äóëààíààð àøèãòàé
àæèë õèéäýã äóëààíû ìàøèí áàéíà.
Äóëààíû ìàøèíû À¯Ê :
Q
A
=η
Óðâóó öèêëèéã àøèãëàí õ¿éòýí áèåòýýñ äóëààí àâ÷
õàëóóí áèåä ºãºõ õºðãºã÷èéã àæèëëóóëæ áîëíî.
Õ¿éòýí áèåýýñ àâñàí äóëààíûã óã öèêëèéã ÿâóóëàõàä
çàðöóóëñàí àæèëä õàðüöóóëæ õºðãºõ êîåôôèöèåíòèéã îëíî.
2Q
A
x =η
Êàðíîãèéí öèêë.
õî¸ð àäèàáàò õî¸ð èçîòåðìýýñ òîãòîõ äóãóé
ïðîöåññèéã Êàðíîãèéí öèêë ãýíý.
V
P
1
11
2
21
Q1>0
Q2<0
Ýíä 1 - 11 íü Ò1 òåìïåðàòóðò ÿâàãäàõ èçîòåðì òýëýëò,
11 - 2 íü Ò1 òåìïåðàòóðààñ Ò2 òåìïåðàòóð õ¿ðòýë
õºð÷ ÿâàãäàõ àäèàáàò òýëýëò
2 - 21 íü Ò2 òåìïåðàòóðò ÿâàãäàõ èçîòåðì àãøèëò
21 - 1 íü Ò2 òåìïåðàòóðààñ Ò1 òåìïåðàòóð õ¿ðòýë õàëæ
ÿâàãäàõ àäèàáàò àãøèëò þì.
Äóëààíû ìàøèí
Дотоод энергийг механик ажилд
хувиргадаг төхөөрөмжийг дулааны машин
гэдэг. Дулааны машин 3 биеэс тогтоно
Êàðíîãèéí öèêë
Францын инженер С.Карно дулааны машинуудын ажиллагааг
задлан шижилсний дүнд хоёр изотерм ба хоёр адиабатаас тогтсон
эргэх процесс нь хамгийн их ашигтай дугуй процесс байна гэсэн
дүгнэлтэнд хүрсэн. Ийм учраас 2 изотерм, 2 адиабатаас тогтсон
ажлын бие нь идеал хий байх дулааны машины циклийг
Карногийн цикл гэж нэрлэдэг.
Åðºíõèé çàð÷èì
1 → 2 систем изотермээр тэлнэ. Энэ үед ажлын биеийн
температцрыг тогтмол барих зорилгоор гаднаас дулааныг
температур бүхий хөлөөгчөөс сёистем авна.
2 → 3 Адиабатаар тэлнэ.
3 → 4 Систем изотермээр агшина. Энэ үед ажлын биеийн
температур тогтмол байхын тулд дулааныг
температуртай хөргөгчид өгнө.
4 → 1 Систем адиабатаар шахагдаж анхны төлөвт буцаж
ирнэ.
Öèêë ïðîöåññò ìàøèíû õèéñýí íèéò àæèë:
223223141342312 QQAQAQAAAAA −=−−+=+++=
21
1 2
1 2 1 2
1 11
1
1
I
I
I
VM M V
RT Ln RT Ln
V VA T T
VQ TM
RT Ln
V
μ μ
η
μ
⎛ ⎞⎛ ⎞
− ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ −⎝ ⎠ ⎝ ⎠= = =
⎛ ⎞
⎜ ⎟
⎝ ⎠
Êàðíîãèéí öèêëèéí À¯Ê
1
21
Q
QQ −
=η
1
21
T
TT −
=η
Òåðìîäèíàìèêèéí 2- ð õóóëü
Àëèâàà ïðîöåññûã ýðãýæ àíõíû òºëºâòºº
øèëæäýã áîë ýðãýõ ïðîöåññ, øèëæèõã¿é áîë ¿ë
ýðãýõ ïðîöåññ ãýíý.
Àÿíäàà ÿâàãäàõ ïðîöåññ íü ýðãýõ ïðîöåññ þì .
Ïðîöåññûí àÿíäàà ÿâàãäàõ ÷èãëýëèéã
Òåðìîäèíàìèêèéí 2- ð õóóëü òîäîðõîéëíî.
Ñèñòåìèéí ýìõ çàìáðààã¿éí õýìæ¿¿ðèéã ýíòðîïè
ãýíý.
d
δ
−
∂
º÷¿¿õýí æîîõîí ººð÷ëº ëò äèôôåðåíöèàë
- òóõàéí óëàìæëàë( ôóíêö îëîí õóâüñàã ÷ ààñ õàìààðàõáóþó çºâõºí
íýã õóâüñàã ÷ èéí õóâüä äàõü ººð÷ëº ëò )
- ººð÷ëº ëò íü ÿàæ õèéñýí. (àðãà çàìààñ õàìààð÷ ººð ººð áàéíà. )

More Related Content

What's hot

PhHS12
PhHS12PhHS12
MT102 Лекц 6
MT102 Лекц 6MT102 Лекц 6
MT102 Лекц 6
ssuser184df1
 
Tsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oronTsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oron
Bazarragchaa Erdenebileg
 
8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт
8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт
8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт
superzpv
 
хүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдхүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдnsuren1
 
Физик ном 2010
Физик ном 2010Физик ном 2010
Физик ном 2010
Моёко Хакер
 
химийн термодинамикийн үндсүүд
химийн термодинамикийн үндсүүдхимийн термодинамикийн үндсүүд
химийн термодинамикийн үндсүүдdavaa627
 
9 р анги цахим
9 р анги цахим9 р анги цахим
9 р анги цахимNTsets
 
гэрлийн дифракц
гэрлийн дифракцгэрлийн дифракц
гэрлийн дифракц
Nyamdavaa Uugandavaa
 
механик хөдөлгөөн
механик хөдөлгөөнмеханик хөдөлгөөн
механик хөдөлгөөнmendsaikhan
 
Термодинамикийн үндэс
Термодинамикийн үндэсТермодинамикийн үндэс
Термодинамикийн үндэс
Bazarragchaa Erdenebileg
 
пирамид
пирамидпирамид
пирамидboloroo99
 
Kinetik energy physics
Kinetik energy physicsKinetik energy physics
Kinetik energy physics
Maa Goo
 
нүүрс устөрөгчдийн нэршил
нүүрс устөрөгчдийн нэршилнүүрс устөрөгчдийн нэршил
нүүрс устөрөгчдийн нэршилdavaa627
 

What's hot (20)

семинар3
семинар3семинар3
семинар3
 
PhHS12
PhHS12PhHS12
PhHS12
 
MT102 Лекц 6
MT102 Лекц 6MT102 Лекц 6
MT102 Лекц 6
 
Lection 5
Lection 5Lection 5
Lection 5
 
Cem3
Cem3Cem3
Cem3
 
Tsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oronTsahilgaan static oron
Tsahilgaan static oron
 
8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт
8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт
8 р анги рациональ илэрхийллийн адилтгал хувиргалт
 
хүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүдхүчний хэлбэрүүд
хүчний хэлбэрүүд
 
Физик ном 2010
Физик ном 2010Физик ном 2010
Физик ном 2010
 
химийн термодинамикийн үндсүүд
химийн термодинамикийн үндсүүдхимийн термодинамикийн үндсүүд
химийн термодинамикийн үндсүүд
 
Phys1 bie daalt
Phys1 bie daaltPhys1 bie daalt
Phys1 bie daalt
 
конус
конусконус
конус
 
9 р анги цахим
9 р анги цахим9 р анги цахим
9 р анги цахим
 
Lekts 1
Lekts 1Lekts 1
Lekts 1
 
гэрлийн дифракц
гэрлийн дифракцгэрлийн дифракц
гэрлийн дифракц
 
механик хөдөлгөөн
механик хөдөлгөөнмеханик хөдөлгөөн
механик хөдөлгөөн
 
Термодинамикийн үндэс
Термодинамикийн үндэсТермодинамикийн үндэс
Термодинамикийн үндэс
 
пирамид
пирамидпирамид
пирамид
 
Kinetik energy physics
Kinetik energy physicsKinetik energy physics
Kinetik energy physics
 
нүүрс устөрөгчдийн нэршил
нүүрс устөрөгчдийн нэршилнүүрс устөрөгчдийн нэршил
нүүрс устөрөгчдийн нэршил
 

Lekts9

  • 1. Òåðìîäèíàìèê Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëèéã èçîïðîöåññóóäàä õýðýãëýõ Ëåêö ¹9
  • 2. Òåðìîäèíàìèê Õèé áîëîí áóñàä òºëºâ¿¿äèéí ìàêðî ïàðàìåòð¿¿äèéí õîîðîíäûí õàðèëöàà õîëáîîã òóðøëàãûí ¿íäýñ äýýð òóëãóóðëàí ñóäëàõ ìîëåêóë ôèçèêèéí á¿ëãèéã òåðìîäèíàìèê ãýíý. Òåðìîäèíàìèêèéí ¿íäñýí ïàðàìåòð íü : A U − Δ − àæèë äîòîîäýíåðãè Q-äóëààí
  • 3. Àæèë [A] Àëèâàà ìåõàíèê õºäºë㺺íèé ººð÷ëºëòººð òîäîðõîéëîãäîíî. Òåðìîäèíàìèê àæèë íü : dA F dx= ⋅ F P S dV S dx dA F dx P S dx P dV P = ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ − äàðàëò ⋅dA = P dV 0dV > õèé òýëýõ ¿åä dA >0 ãàäàãøàà àæèë õèéíý.(ýåðýã ) dV <0 õèé øàõàãäàõ ¿åä dA <0 ãàäíààñ àæèë õèéíý.(ñºðºã)
  • 4. Äîòîîä ýíåðãè - Àòîì ìîëåêóëóóäûí äóëààíû õºäºë㺺íä íººöëºãäºõ ýíåðãèéã äîòîîä ýíåðãè ãýíý. Äóëààíû ýíåðãè íü àòîì ìîëåêóëóóäûí ÷ºëººíèé çýðýãò æèãä õóâààðüëàãäàíà. Íýã ìîëåêóëä íººöëºãäºõ ýíåðãè : Äîòîîä ýíåðãèéí òîìú¸î: äîòîîä ýíåðãè íü èçîòåðì ïðîöåññò õàäãàëàãäàíà áóñàä ïðîöåññò ººð÷ëºãäºíº. UΔ 2 i U kT= 2 i U N kT= ⋅ 2 2 2 A i i i U N kT v N kT v RT i 2 U v R T = ⋅ = ⋅ = ⋅ äîòîîä ýíåðãèéí ººð÷ëº ëòíü: Δ = ⋅ Δ
  • 5. ׺뺺íèé çýðýã –(i) ׺뺺íèé çýðýã íü áèåèéí õºäºë㺺íèéã òîäîðõîéëîõ õàìãèéí öººí òýãøèòãýëèéí òîî áóþó ¿ë õàìààðàõ õºäºë㺺íèé òîîã õýëíý. à.Íýã àòîìò i=3 ( x,y,z) ãóðâàí äàâøèõ õºäºë㺺í á. Õî¸ð àòîìò i=5 ãóðâàí äàâøèõ , õî¸ð ýðãýõ õºäºë㺺í â.Ãóðàâ áà ò¿¿íýýñ îëîí àòîìò õèé i=6 ãóðâàí ýðãýõ, ãóðâàí äàâøèõ õºäºë㺺í .
  • 6. Äóëààí - Q Íýã áèåýñ íºãºº áèåä àæèë õèéõã¿éãýýð øèëæèæ áàéãàà ýíåðãèéã äóëààí ãýíý.
  • 7. Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü Ñèñòåìèéí àâñàí äóëààí íü ñèñòåìèéí äîòîîä ýíåðãèéã íýìýãä¿¿ëýõ áîëîí ãàäàãøàà õèéõ àæèëä çàðöóóëàãäàíà. Q dU Aδ δ= + 0 0 Q Q δ δ > < àâñàí äóëààí áóþó ýåðýã ãýæ òîîöíî. àëäñàí äóëààí áóþó ñºðºã ãýæ òîîöíî. d δ − ∂ º÷¿¿õýí æîîõîí ººð÷ëº ëò äèôôåðåíöèàë - òóõàéí óëàìæëàë( ôóíêö îëîí õóâüñàã ÷ ààñ õàìààðàõáóþó çºâõºí íýã õóâüñàã ÷ èéí õóâüä äàõü ººð÷ëº ëò ) - ººð÷ëº ëò íü ÿàæ õèéñýí. (àðãà çàìààñ õàìààð÷ ººð ººð áàéíà. )
  • 8. Òåðìîäèíàìèêèéí 1-ð õóóëèéã èçîïðîöåññóóäàä õýðýãëýõ T=const èçîòåðì ïðîöåññ 2 2 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 10 0 2 ln( ) ln V VA V V V V i dU vR dT dT dU const Q A PV V A dA PdV PV PV dV PV V PV V V δ δ = ⋅ ⋅ → = → = = ⎛ ⎞ = = → = → = = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ∫ ∫ ∫ Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü áè ÷ âýë : 2 2 2 1 1 1 1 1 2 1 ln ln ln ln V V P A PV v RT v RT V V P P Q A v RT P ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ = = ⋅ = ⋅⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ = = ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠
  • 9. Èçîõîð V=const Ýíý ¿åä ýçýëõ¿¿í ººð÷ëºãäºõã¿é. 0dA PdV dV const A= → = → = ( ) 2 2 1 1 2 1 0 2 2 2 T TQ T T Q dU i i i Q dQ dU vR dT vR T T vR T δ = = = = ⋅ = − = Δ∫ ∫ ∫ Òåðìîäèíàìèêèéí 1- õóóëèéã áè ÷ âýë :
  • 10. Äóëààí áàãòààìæ Áèåèéí òåìïåðàòóðûã íýãæýýð íýìýãä¿¿ëýõýä øààðäàãäàõ äóëààíû õýìæýýã äóëààí áàãòààìæ ãýíý. Íýãæ ìàññòàé áèåèéí õóâèéí äóëààí áàãòààìæ : Ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ: Q C T Δ = Δ 0 Q C T m Δ = Δ ⋅ 0M Q C C C M T v v M Δ = ⋅ = = Δ ⋅ − ìîëèéí ìàññ v - áîäèñûí õýìæýý
  • 11. V=const ¿åèéí ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ 2 2 MV V Q dU i vR i C C R T v dT v v Δ = = = = = Δ ⋅ ⋅ 2 V i Q U vR T vC T= Δ = Δ = Δ
  • 12. Èçîáàp P=const Äàðàëò ººð÷ëºãäºõã¿é ó÷ðààñ àæèë õèéãäýíý, äîòîîä ýíåðãè íü ººð÷ëºãäîæ, äóëààí ººð÷ëºãäºíº. Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü íü: Ñèñòåìèéí àâñàí äóëààí íü äîòîîä ýíåðãèéí ººð÷ëºëò áîëîí ãàäàãøàà õèéõ àæèëòàé òýíö¿¿. Q dU Aδ δ= + 2 1 2 1 2 1 2 1 0 ( ) ( ) 2 2 2 V V TU V T A PdV P V V i i i U dU vR dT v R T T v R T vC T = = − = = ⋅ = − = Δ = Δ ∫ ∫ ∫
  • 13. Äàðàëò òîãìòîë ¿åèéí Òåðìîäèíàìèêèéí 1- ð õóóëü PV vRT δ = Δ Δ òýãøèòãýëèéã äèôôåðåíöèàëáàë : VdP +PdV =vRdT A = PdV =vRdT A = P V =vR T 1 1 2 2 2 i i i Q A U vR T vR T vR T A ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ Δ = + Δ = Δ + Δ = + Δ = +⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
  • 14. P= const ¿åèéí ìîëèéí äóëààí áàãòààìæ 2 2 2 2 2 2 MP P V P P V Q i i C C R R C R R T v i Q vC T v T CQ i R Δ + = = = + = + = Δ ⋅ + = Δ = Δ Δ = =Èçîáàð ¿åä A P VC C R− = Ìàéåðûí òýãøèòãýë
  • 15. Òåðìîäèíàìèêèéí 1 –ð õóóëü Èçîòåðì dU=0 Èçîõîð dA=0 Àäèàáàò dQ=0
  • 16. Àäèàáàò ïðîöåññ Q=0 Äóëààí ñîëèëöîîã¿éãýýð ÿâàãäàõ ïðîöåññûã àäèáàò ïðîöåññ ãýíý. Õèéã õóðäòàé øàõàõ áóþó òýëýõ ¿åä àäèàáàò ïðîöåññ äîòîîä ýíåðãýýðýý àæèë õèéíý . 0 0dQ dU A dU Aδ δ= → = + → = − 1 1 1 1 PV const PV const PV PV PV P V γ γ γ γ γ = = = → = Èçîòåðì Àäèàáàò
  • 17. Àäèàáàò Q=0 ( ) 22 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 VV V V V V V V PV V V A PdV dV P dV PV V V PV V vR T V PV V V V V γ γγ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ − − − − − ⎛ ⎞ = = = = =⎜ ⎟ −⎝ ⎠ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞Δ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟= − = − = −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟− − −⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ∫ ∫ ∫ dU Aδ= −
  • 18. 2P V C i C i γ γ − + = = àäèàáàòûí èëòãýã ÷ 1 PV const TP const γ γ − = = Ïàóññîíû òýãøèòãýë const γ γ = -1 TV =const PV
  • 19. Ïîëèòðîï ïðîöåññ Äóëààí áàãòààìæ íü òîãòìîë ïðîöåññûã ïîëèòðîï ïðîöåññ ãýíý. Ïîëèòðîï ïðîöåññûí ¿åä : Ïîëèòðîï ïðîöåññûí ¿åä ñèñòåìèéí àæèë : Ïîëèòðîïûí èëòãýã÷ : n PV const n = − ïîëèòðîïûí çýðýã 1 2 1 1 1 n vR T V A n V − ⎛ ⎞⎛ ⎞Δ ⎜ ⎟= −⎜ ⎟⎜ ⎟− ⎝ ⎠⎝ ⎠ P V C C n C C nQ vC Tδ − = − ïîëèòðîï ïðîöåññûí äóëààí íü : = ⋅Δ
  • 20.
  • 22.
  • 24.
  • 25.
  • 26. ð V àäèàáàò 1 2 1 1 1 R T V A V γ γ − ⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎢ ⎥= − ⎜ ⎟ − ⎢ ⎥⎝ ⎠⎣ ⎦ Àäèàáàò ïðîöåññûí àæèë: V m A U C T M = −Δ = − ⋅ Δ áóþó
  • 27. Ýíä ïóàññîíû òýãøèòãýëèéã àøèãëàí èíòåãðàë÷èëáàë : ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ − − = − − − 1 211 21 1 1 211 21 1 1 1 1 T TVP A P PVP A γ γ γ γ
  • 28. Äóãóé ïðîöåññ. Ñèñòåì ïðîöåññèéí ýöýñò àíõíûõàà òºëºâò ýðãýí îðæ áàéâàë ýíý ïðîöåññèéí äóãóé ïðîöåññ ãýíý. V P V1 V2 1 2 á a Äóãóé ïðîöåññ íü 1à2 øóóä áà 2á1 óðâóó õî¸ð ïðîöåññîîñ òîãòîíî.
  • 29. Õàðèí 2á1 ïðîöåññèéí ¿åä V22á1 V1 ä¿ðñèéí òàëáàéòàé òýíö¿¿ ñºðºã À2 àæèë õèéãäýíý. Òýëýõ ¿åä õèéãäýõ À1 àæëààñ àãøèõ ¿åä õèééãäýõ À2 àæèë áàãà òóë íèéò àæèë À= À1+À2 ýåðýã áàéíà. Èéì äóãóé ïðîöåññèéã øóóä öèêë ãýíý. Ýíý äóãóé ïðîöåññèééí ¿åä ãàäíààñ àâñàí äóëààíààð àæëûí áèå áîëîõ õèé àøèãòàé àæèë õèéíý. Øóóä öèêë öàãèéí ç¿¿íèé äàãóó ÷èãëýëä ÿâíà.
  • 30. Äýýðõè äóãóé ïðîöåññèéã óðâóó ÷èãëýëä ººðººð õýëáýë öàãèéí ç¿¿íèé ýñðýã ÷èãò ÿâóóëáàë àãøèëòûí ñºðºã àæèë òýëýëòèéí ýåðýã àæëààñ èõ áîëæ íèéò àæèë ñºðºã áîëíî. Èéì äóãóé ïðîöåññèéã óðâóó öèêë ãýíý. Óðâóó öèêëèéí ¿åä õèé àøèãòàé àæèë õèéõã¿é õàðèí ãàäíû õ¿÷íèé ¿éë÷ëýëýýð ýíý ïðîöåññ ÿâàãäàæ õ¿éòýí áèåýýñ àâñàí äóëààíûã õàëóóí áèåä äàìæóóëíà.
  • 31. Äóëààíû áà õºðãºã÷ ìàøèí. Øóóä öèêëèéí ¿åä ãàäíààñ õàëààã÷ààñ àâñàí äóëààíààð àøèãòàé àæèë õèéäýã äóëààíû ìàøèí áàéíà. Äóëààíû ìàøèíû À¯Ê : Q A =η Óðâóó öèêëèéã àøèãëàí õ¿éòýí áèåòýýñ äóëààí àâ÷ õàëóóí áèåä ºãºõ õºðãºã÷èéã àæèëëóóëæ áîëíî. Õ¿éòýí áèåýýñ àâñàí äóëààíûã óã öèêëèéã ÿâóóëàõàä çàðöóóëñàí àæèëä õàðüöóóëæ õºðãºõ êîåôôèöèåíòèéã îëíî. 2Q A x =η
  • 32. Êàðíîãèéí öèêë. õî¸ð àäèàáàò õî¸ð èçîòåðìýýñ òîãòîõ äóãóé ïðîöåññèéã Êàðíîãèéí öèêë ãýíý. V P 1 11 2 21 Q1>0 Q2<0
  • 33. Ýíä 1 - 11 íü Ò1 òåìïåðàòóðò ÿâàãäàõ èçîòåðì òýëýëò, 11 - 2 íü Ò1 òåìïåðàòóðààñ Ò2 òåìïåðàòóð õ¿ðòýë õºð÷ ÿâàãäàõ àäèàáàò òýëýëò 2 - 21 íü Ò2 òåìïåðàòóðò ÿâàãäàõ èçîòåðì àãøèëò 21 - 1 íü Ò2 òåìïåðàòóðààñ Ò1 òåìïåðàòóð õ¿ðòýë õàëæ ÿâàãäàõ àäèàáàò àãøèëò þì.
  • 34. Äóëààíû ìàøèí Дотоод энергийг механик ажилд хувиргадаг төхөөрөмжийг дулааны машин гэдэг. Дулааны машин 3 биеэс тогтоно
  • 35. Êàðíîãèéí öèêë Францын инженер С.Карно дулааны машинуудын ажиллагааг задлан шижилсний дүнд хоёр изотерм ба хоёр адиабатаас тогтсон эргэх процесс нь хамгийн их ашигтай дугуй процесс байна гэсэн дүгнэлтэнд хүрсэн. Ийм учраас 2 изотерм, 2 адиабатаас тогтсон ажлын бие нь идеал хий байх дулааны машины циклийг Карногийн цикл гэж нэрлэдэг.
  • 36. Åðºíõèé çàð÷èì 1 → 2 систем изотермээр тэлнэ. Энэ үед ажлын биеийн температцрыг тогтмол барих зорилгоор гаднаас дулааныг температур бүхий хөлөөгчөөс сёистем авна. 2 → 3 Адиабатаар тэлнэ. 3 → 4 Систем изотермээр агшина. Энэ үед ажлын биеийн температур тогтмол байхын тулд дулааныг температуртай хөргөгчид өгнө. 4 → 1 Систем адиабатаар шахагдаж анхны төлөвт буцаж ирнэ. Öèêë ïðîöåññò ìàøèíû õèéñýí íèéò àæèë: 223223141342312 QQAQAQAAAAA −=−−+=+++=
  • 37. 21 1 2 1 2 1 2 1 11 1 1 I I I VM M V RT Ln RT Ln V VA T T VQ TM RT Ln V μ μ η μ ⎛ ⎞⎛ ⎞ − ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ −⎝ ⎠ ⎝ ⎠= = = ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ Êàðíîãèéí öèêëèéí À¯Ê 1 21 Q QQ − =η 1 21 T TT − =η
  • 38. Òåðìîäèíàìèêèéí 2- ð õóóëü Àëèâàà ïðîöåññûã ýðãýæ àíõíû òºëºâòºº øèëæäýã áîë ýðãýõ ïðîöåññ, øèëæèõã¿é áîë ¿ë ýðãýõ ïðîöåññ ãýíý. Àÿíäàà ÿâàãäàõ ïðîöåññ íü ýðãýõ ïðîöåññ þì . Ïðîöåññûí àÿíäàà ÿâàãäàõ ÷èãëýëèéã Òåðìîäèíàìèêèéí 2- ð õóóëü òîäîðõîéëíî. Ñèñòåìèéí ýìõ çàìáðààã¿éí õýìæ¿¿ðèéã ýíòðîïè ãýíý.
  • 39. d δ − ∂ º÷¿¿õýí æîîõîí ººð÷ëº ëò äèôôåðåíöèàë - òóõàéí óëàìæëàë( ôóíêö îëîí õóâüñàã ÷ ààñ õàìààðàõáóþó çºâõºí íýã õóâüñàã ÷ èéí õóâüä äàõü ººð÷ëº ëò ) - ººð÷ëº ëò íü ÿàæ õèéñýí. (àðãà çàìààñ õàìààð÷ ººð ººð áàéíà. )