Issiqlik miqdori

Termodinamik tizimning ichki energiyasi ikki xil yoʻl bilan oʻzgarishi mumkin: tizimda ishlash va atrof-muhit bilan boʻladigan issiqlik almashinuvi . Atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi jarayonida tizim (tana) oladigan yoki yoʻqotadigan energiya issiqlik miqdori yoki oddiygina issiqlik deb ataladi  . Issiqlik klassik fenomenologik termodinamikada asosiy termodinamik kattaliklardan biridir.

Issiqlik uzatish orqali tizimning ichki energiyasini oʻzgartirish uchun ham ish bajarish kerak. Biroq, bu makroskopik tizim chegarasining siljishi bilan bogʻliq boʻlgan mexanik ish emas. Mikroskopik darajada bu ish issiqroq jismning kamroq qizigan bilan aloqa chegarasida molekulalar oʻrtasida taʼsir qiluvchi kuchlar tomonidan amalga oshiriladi. Aslida, issiqlik uzatish jarayonida energiya molekulalarning toʻqnashuvi paytida elektromagnit oʻzaro taʼsir orqali uzatiladi. Shuning uchun molekulyar-kinetik nazariya nuqtai-nazaridan, ish va issiqlik oʻrtasidagi farq faqat mexanik ishning bajarilishi molekulalarning makroskopik masshtabda tartibli harakatini talab qilishida, issiqroq jismdan energiya uzatilishida namoyon boʻladi, kamroq isitiladiganga bu talab qilinmaydi.

Energiya nurlanish orqali bir jismdan ikkinchisiga va ularning bevosita aloqasisiz ham uzatilishi mumkin.

Issiqlik miqdori uning boshlangʻich holatidan oxirgi holatga oʻtish usuliga bogʻliq.

Xalqaro birliklar tizimida (SI) oʻlchov birligi Joule hisoblanadi. Kaloriya issiqlik oʻlchov birligi sifatida ham ishlatiladi. Rossiya Federatsiyasida kaloriya „sanoat“  doirasi bilan vaqt cheklovisiz tizimdan tashqari birlik sifatida foydalanish uchun tasdiqlangan.

Taʼrif 
Issiqlik miqdori termodinamikaning I – qonunining matematik formulasiga kiritilgan boʻlib, uni quyidagicha yozish mumkin.

Bu yerda

 – tizimga uzatiladigan issiqlik miqdori,

 – sistemaning ichki energiyasining oʻzgarishi

 – tizim tomonidan bajariladigan ishi hisoblanadi.

Biroq, issiqlikning toʻgʻri taʼrifi I – qonundan qatʼi nazar, uni eksperimental oʻlchash usulini koʻrsatishi kerak. Issiqlik issiqlik almashinuvi paytida uzatiladigan energiya boʻlgani uchun issiqlik miqdorini oʻlchash uchun sinov kalorimetrik tanasi kerak. Sinov organining ichki energiyasini oʻzgartirib, tizimdan sinov tanasiga oʻtkaziladigan issiqlik miqdorini baholash mumkin va shu bilan I – qonunning toʻgʻriligini unga kiritilgan barcha uchta miqdorni mustaqil ravishda oʻlchash orqali eksperimental tekshirish mumkin: ish, ichki energiya va issiqlik. Agar fenomenologik termodinamikada issiqlik miqdorini kalorimetrik jism yordamida mustaqil oʻlchash usuli koʻrsatilmagan boʻlsa, unda I – qonun mazmunli fizik qonun maʼnosini yoʻqotadi va issiqlik miqdorining tavtologik taʼrifiga aylanadi.

Bunday oʻlchov quyidagicha amalga oshirish mumkin. Ikki jismdan tashkil topgan tizimda boʻlsin  va  va adiabatik qobiq bilan oʻralgan, tanasi  (sinov) tanadan ajratilgan  qattiq, lekin issiqlik oʻtkazuvchan qobiq. Keyin u makroskopik ishlarni bajarishga qodir emas, lekin tana bilan issiqlik almashinuvi orqali energiya almashinuvi mumkin  . Tana deb faraz qilaylik  mexanik ishlarni bajarishi mumkin, lekin butun tizim adiabatik tarzda izolyatsiya qilinganligi sababli, u faqat tana bilan issiqlik almashishi mumkin  . Tanaga uzatiladigan issiqlik miqdori  baʼzi bir jarayonda miqdor deyiladi ,

Bu yerda

 – tananing ichki energiyasining oʻzgarishi

 – Energiyaning saqlanish qonuniga koʻra, tizim tomonidan bajarilgan umumiy ish ikki jism tizimining umumiy ichki energiyasining kamayishiga teng boʻladi: , Bu yerda  organizm tomonidan bajariladigan makroskopik ish , bu bizga termodinamikaning birinchi qonunining ifodasi sifatida ushbu munosabatni yozishga imkon beradi:  .

Klauzius tengsizligi. Entropiya 

 

 

Bu yerda

 – harorat (doimiy) boʻlgan muhitning bir qismi tomonidan uzatiladigan issiqlik miqdori , - temperatura .

Kvazistatik jarayonning alohida holatida u tenglikka aylanadi. Matematik jihatdan, bu kvazistatik jarayonlar uchun entropiya deb ataladigan holat funktsiyasini kiritish mumkinligini anglatadi.

Eslatmalar

Adabiyot 

 Bazarov I. P. Termodinamika. – M .: Oliy maktab, 1991. – 376 b. Putilov K. A. Termodinamika. – M .: Nauka, 1971. – 375 b. Sivuxin DV Umumiy fizika kursi. – T. II. Termodinamika va molekulyar fizika. – 5-nashr, Rev. – M .: Fizmatlit, 2005. – 544 b. – ISBN 5-9221-0601-5.

Issiqlik
Isssiqlik temperaturasi7
Issiqlik formulasi
O'lchov birliklari
Issiqlik tasghuvchoilar
Issiqlik turlari