სითბური ძრავები. მათი მუშაობის ფიზიკური საფუძვლები. მარგი ქმედების კოეფიციენტის გაზრდის გზები.

 სითბური ეწოდება ძრავას, რომელიც მექანიკურ მუშაობას ასრულებს სითბური ენერგიის ხარჯზე. ე.ი. სითბური ძრავა შინაგან ენერგიას გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიად. ნივთიერებას, რომელიც სითბურ ძრავაში მუშაობას ასრულებს, მუშა სხეული ეწოდება. სითბურ ძრავაში, საწვავის წვის დროს, იზრდება მუშა სხეულის (აირის) ტემპერატურა მის გარშემო არსებულ გარემოსთან შედარებით. ამის გამო იზრდება მუშა სხეულის წნევა. მაგრამ მუშა სხეულის ტემპერატურა შემცირდება გარემოსთან შეხების გამო, რაც თავის მხრივ იწვევს მუშა სხეულის წნევის შემცირებას და ამავე დროს მოცულობის გაზრდას. ე.ი. ამ დროს მუშა სხეული ასრულებს მუშაობას თავისი შინაგანი ენერგიის ხარჯზე.

  სითბური ძრავის მუშაობის თავისებურება იმაში მდგომარეობს, რომ მუშა სხეულის მიერ სახურებლიდან მიღებული ენერგიის ნაწილი აუცილებლად გადაეცემა მაცივარს. ე.ი. მექანიკურ ენერგიად გარდაიქმნება სითბური ენერგიის მხოლოდ ნაწილი, დანარჩენი კი გაიბნევა გარემომცველ სიცრცეში.

  სითბური ძრავის მიერ შესრულებული  A მუშაობის შეფარდებას ამ მუშაობის შესასრულებლად მიღებულ Q სითბოს რაოდენობასთან სითბური ძრავის მარგი ქმედების კოფიციენტი (მკქ) ეწოდება.

  თუ მუშა სხეულმა სახურებლიდან Q სითბოს რაოდენობა მიიღო, ხოლო მაცივარს Q₁  სითბოს რაოდენობა გადაეცა, მაშინ ძრავაში მექანიკურ მუშაობად გარდაქმნილი სითბოს რაოდენობა ტოლი იქნება A=Q-Q_1.

  ვინაიდან სითბური ძრავა მექანიკურ ენერგიად სითბური ენერგიის ნაწილს გარდაქმნის, ამიტომ Q>A ან Q>Q-Q₁ და  მქკ<1.

მაშასადამე, იმისათვის, რომ სითბურმა ძრავამ იმუშაოს, აუცილებლად უნდა გვქონდეს სახურებელი (რომელიც გადასცემს სითბოს მუშა სხეულს), მუშა სხეული და მაცივარი (რომელსაც გადასცემს სითბოს მუშა სხეული).

 ფრანგმა მეცნიერმა სადი კარნომ კარნომ გამოთვალა, რა შემთხვევაში ექნება სითბურ ძრავას მაქსიმალური მქკ. ამისათვის მან თეორიულად შეისწავლა იდეალური სითბური მანქანა,რომელის მუშა სხეულად იდეალურ აირს გულისხმობდა. გამოთვლებმა აჩვენეს, რომ სითბური ძრავის მქკ არ შეიძლება აღემატებოდეს გარკვეულ მაქსიმალურ     სიდიდეს:  η_მაქს= , სადაც T არის აბსოლუტური ტემპერატურა, ხოლო T₁-მაცივრისა. რაც უფრო დიდია გამათბობლის ტემპერატურა და მცირეა მაცივრის ტემპერატურა, ე.ი. რაც უფრო დიდია ამ ტემპერატურათა სხვაობა, მით უფრო მეტი სითბოს რაოდენობა გარდაიქმნება მუშაობად. მაშასადამე, მით მეტი იქნება სითბური ძრავის მქკ. მაშასადამე სითბური ძრავის მქკ-ს გასაზრდელად საჭიროა გავზარდოთ სახურებლის ტემპერატურა და შევამციროთ მაცივრის ტემპერატურა. სითბური ძრავის  მქკ  ერთის ტოლი შეიძლება გახდეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მაცივრის T₁ ტემპერატურა ტოლი იქნება აბსოლუტური ნულისა. მართლაც, თუ T₁=0⁰K, მაშინ η_მაქს=  ფორმულიდან მივიღებთ η=1. მაგრამ პრაქტიკულად T₁>0⁰K, ამიტომ η<1.

                                                                                                                                                 


                                                                                                                                                                      აკაკი მაღრაძე