Termodinamikaning birinchi qonuni

|
Termodinamikaning birinchi qonuni
|
bet | 5/11 | Sana | 12.12.2023 | Hajmi | 106,35 Kb. | | #116914 |
2. Termodinamikaning birinchi qonuni
Termodinamikaning birinchi qonuni energiyaning saqlanish qonunining xususiy holi bo’lib, energiya ish va issiqlik tarzida bir-biriga aylanadigan jarayonlarda energiyaning o’zgarishini ifodalaydi.
Energiyaning saqlanish qonuni termodinamik tizimlarga tatbiq qilinsa shunday ifodalanadi: izolyatsiyalangan (tashqi muhit bilan energiya almashinmaydigan) tizimning energiyasi o’zgarmaydi, faqat ekvivalent nisbatlarda bir turdan ikkinchi turga burilishi mumkin. Masalan, 1 kgm mexanik ish 9,81 Joul issiqlik energiyasiga ekvivalent (shu sababli keyingi vaqtlarda ish bilan issiqlik bir hil birlikda — Joullarda o’lchanadigan bo’ldi).
Termodinamikaning birinchi qonuni matematik tarzda quyidagicha ifodalanadi:
Q=ΔU+A yoki ΔU=Q-A
ya'ni har qanday jarayonda tizimga berilgan issiqlik ichki energiyaning o’zgarishiga (Q) va tashqi kuchlarga qarshi ish (A) bajarishga sarflanadi yoki har qanday tizim ichki energiyasining o’zgarishi ΔUtizimga berilgan issiqlik bilan tizimning bajargan ishi orasidagi ayirmaga teng.
Termodinamikaning birinchi qonunidan muhim' xulosa kelib chiqadi: issiqlik sarflamay turib ish bajarib bo’lmaydi. Bu qonunning boshqacha ta'rifi ham bor: izolyatsiyalangan tizimda barcha turdagi energiyalar yig‛indisi o’zgarmas miqdordir.
Birinchi qonunning matematik ifodasiga uchta kattalikdan faqat bittasi — ichki energiyaning o’zgarishi tizimning boshlang‛ich va oxirgi holatlari bilan aniqlanadi va bu holatga qaysi yo’l bilan o’tilganiga bog‛liq emas. Qolgan ikkita kattalikning (QvaA) qiymati esa jarayon qaysi usulda bajarilganiga bog‛liq.
Ichki energiya tushunchasi tizimga, ish va issiqlik tushunchalari jarayonlarga oid bo’lgani uchun,agar tizimda bo’ladigan o’zgarishjuda kichik bo’lsa,
δQ=dU+δA
Bu yerda, δQ — tizimda yutiladigan cheksiz kichik issiqlik miqdori; dU — tizim ichki energiyasining cheksiz kichik o’zgarishi; δA— tizim bajaradigan cheksiz kichik ish.
Agar tizim ish bajarmasa, berilgan issiqlik faqattizim ichki energiyasini ortishiga ketadi va tizimning harorati ortadi, bunda δA=0 va δQ=dU
Agar jarayon vaqtida tizimning ichki energiyasi o’zgarmay qolsa, berilgan issiqlik faqat ish bajarishga sarf bo’ladi Bunda tizimning ichki energiyasi, demak, harorati o’zgarmaydi:
dU=0;δQ=δA
Agar tizimtashqaridan issiqlik olmasa va tashqariga issiqlik bermasa ya'ni issiqlik almashinish bo’lmasa, u holda tizim o’zining ichki energiyasi hisobiga ish bajaradi:
dQ=0;-dU=δA
Termodinamikaning 1 qonuniga ko’ra izolyatsiyalangan (alohida olingan) tizimning umumiy energiyasi doimo o‛zgarmas qiymatga ega bo‛ladi.
Termodinamikaning 1 qonuni juda katta falsafiy ahamiyatga egadir. U energiyaning yo’qolib ketmasligini tasdiqlash bilan birga, moddaning ham yo’qolmasligini tasdiqlaydi, chunki energiya moddasiz bo‛lish mumkin emas. Moddaning har qanday o’zgarishi energiyaning o’zgarishiga olib keladi.
Misol tariqasida ideal gazning kengaygan vaqtida bajargan ishini ko’rib chiqamiz. Biror silindrda V hajmli ideal gaz bor va silindrdagi porshen bilan silindr o’rtasida ishqalanish yo‛q deb faraz qilaylik. Porshen yuzasi S, gazning bosimi p. Unda gazning porshenga bosimni pS. Bu bosim tosh va porshenning umumiy og‛irligi P bilan muvozanatda turadi, deylik:
P=pS
Bu yerda P — gazning kengayish kuchi.
Agar gaz bir oz isitilsa, gaz kengayib, porshenni h balandlikka ko‛taradi.
Gaz: kengayganda bajargan ish:
|
| |