Entropiya - Mühazirəçi: f r. e n., dosent Q. Ü. Ağayev Ədəbiyyat: Ağayev Q.Ü., Cəfərov M. B. Fizika kursu. Bakı, 2016

Entropiya.
Termodinamikanın II-ci qanununa görə, qızdırıcıdan alınmış istiliyi tamamilə işə çevirmək qeyri- mümkündür və həmişə həmin istiliyin bir hissəsi soyuducuya verilməlidir.
Istilik maşınlarının işə çevirdiyi istilik miqdarı olduğundan ifadəsindən alırıq
Deməli istilik mənbəyindən alınmış istiliyin ancaq qədərinin müəyyən texniki dəyəri vardır. Qızdırıcıdan alınmış istiliyin hissəsini heç bir yolla işə çevirmək mümkün olmadığından onun heç bir texniki dəyəri də olmayacaqdır. İstiliyin işə çevrilməyən bu hissəssi iki vuruqdan və - dən ibarətdir.
Istilik mənbəyinin temperaturu və verdiyi istilik miqdarı ilə xarakterizə olunan bu nisbətə Klauzius entropiya adı (yunanca çevrilməyən) verilmişdir.
Istilik mənbəyinin temperaturu T həmişə sabit qaldığından entropiyanı hesablamaq üçün müşahidə etdiyimiz prosesi elə elementar hissələrə parçalayaq ki, o proses zamanı mənbədən alınan elementar istilik miqdarı dQ onun temperaturu T- ni dəyişdirə bilməmiş olsun. Bu halda elementar entropiya olur.
Cismin temperaturu T1- dən T2-dək dəyişdikdə onun entropiyasının dəyişməsi
olar.
Əgər proses:
qapalıdırsa və dönən proseslərdən ibarət olarsa, cisim bir sıra dəyişikliklərdən sonra əvvəlki halına gəlir. Bu halda dQ=0, yəni dS=0 və ya S=const olur.
qapalıdırsa və dönməyən (S2>S1) proseslərdən ibarət olarsa
dQ=0 olur və entropiya artır, yəni dS>0.
Bu iki halı birləşdirərək termodinamikanın II-ci qanununu belə ifadə etmək olar: qapalı sistemin entropiyası yalnız arta bilər və ya öz maksimal qiymətini alaraq sabit qala bilər. Yəni: dSolur.
Beləliklə entropiya sisteminin enerji halını xarakterizə edən, istiliyin itkisiz işə çevrilə bilmədiyini və istilik mübüdiləsində onun işğörmə qabiliyyətinin azalmasını xarakterizə edən fiziki kəmiyyətdir.
Entropiyanı ölçmək üçün xüsusi cihaz yoxdur. Entropiyanın mütləq qiymətini tapmaq üçün onun hər hansı bir temperaturda mütləq qiymətini bilmək lazımdır. Entropiyanın belə bir qiyməti Nernst teoreminə əsasən təyin olunur. Nernst teoreminə görə bütün maddələrin entropiyası mütləq sıfır temperaturunda (T=0) sıfra bərabərdir:
. Bu teoremə bəzən termodinamikanın III-ci qanunu da deyirlər.
Ideal qazın entropiyası.
Tərifə görə . Buradan dQ=TdS (1)
Bu düstur dA=PdV düsturu ilə anolojidir.Hər iki düstur yalnız dönən proses üçün doğrudur.
P-V diaqramındakı əyrinin altındakı sahə işə (A) bərabər olduğu kimi,T-S diaqramındakı 1-2 əyri altındakı sahədə (Q12) istilik miqdarına bərabərdir. (2)
Izotermik prosesdə T=const (3)
Dövri proses halında cismin aldığı istilik miqdarı tsiklin sahəsinə bərabərdir.
Termodinamikanın I-ci qanununa əsasən dQ=dU+dA
və ya TdS=dU+dA
Buradan .
Bir mol qaz üçün: və . Onda
Inteqrallayaraq alırıq (4)
S0-inteqrallama sabitidir. (4) ifadəsi 1 mol ideal qazın entropiyasıdır.
(4) ifadəsini (T- P) və (P-V) dəyişənlərlə ifadə edək
(5)
(5)→(4):
Burada Cv+R=Cp olduğunu nəzərə alaq
RlnR+S0=const olduğuna görə RlnR+S0=S01 işarə edək
(6)
(7)
(7)→(4):
(8)
Mühazirə № 11
Real qazlar
Qazların mayeləşməsi. Mayenin böhran halı.
Real qazların hal tənliyi. Van-der-Vaals tənliyi. Böhran nöqtəsi.
Maddənin böhran hali
Real qazin daxili enerjisi. Coul-Tomson effekti
Statistik paylanmalar
Qaz molekullarının sürətə görə paylanması. Maksvel paylanması.
Cazibə sahəsində olan qaz. Barometrik düstur.
Qaz molekullarinin potensial enerjiyə görə paylanmasi. Bolsman paylanması.
Qazların mayeləşməsi.Mayenin böhran halı.
Amonyak (NH4) qazının Boyl- Mariot qanununa görə nə cür tabe olmasını yoxlayarkən məlum olmuşdur ki, müəyyən təzyiq altında sıxıldıqda o mayeləşir. Sonradan Faradey sıxıb soyutmaqla məlum qazların hamısını O2,N2,H2,CO,NO və digər qazları mayeləşdirmişdir.(CH4-dən başqa)
Faradeyin ölümündən sonra,uzun müddət bu qazları mayeləşdirmək mümkün olmamışdır.
Ancaq Endriyus öz təcrübələrində bu qazların nə üçün mayeləşmədiyini tapmışdır. Endryus CO2 qazının müxtəlif temperaturda izotermlərini tətqiq edərkən görmüşdür ki, temperatur yüksəldikcə izotermin üfüqi hissəsi qısalır 31ºC-də yox olur. Bu doymuş buxarın sıxlığı ilə mayenin sıxlığı arasındakı fərqin yox olduğu halda baş verir. Maye ilə qaz arasındakı bu fərqin yoxa çıxdığı temperatura, həmin maddənin böhran temperaturu , uyğun təzyiqə böhran təzyiqi,həcminə isə böhran həcmi deyilir.
Karbon qazı böhran temperaturundan yüksək temperaturda olarkən, onu heç bir təzyiq altında maye halına gətirmək mümkün deyildir.
Deməli, böhran temperaturu elə bir temperaturdu ki, həmin temperaturda və ondan yüksək temperaturda olan qazı heç bir təyiq ilə maye halına gətirmək qeyri mümkündür.
Istənilən qazı mayeləşdirmək üçün onu böhran temperaturundan aşağı temperatura qədər soyudub, sonra müəyyən təzyiq qoymaq lazımdır.
|