12-мавзу: Термодинамика асослари

6. Қайтар ва қайтмас иссиқлик жараёнлари

Берк системада кечадиган барча жараёнларни икки хил, қайтар ва қайтмас жараёнларга ажратиш мумкин. Агар жисм бир қанча ҳолатлар орқали бир ҳолатдан иккинчи ҳолатга ўтганда ва яъни ўзининг дастлабки ҳолатига тўла қайтганда атроф муҳитда ҳеч қандай ўзгаришлар юз бермаса бундай жараёнлар қайтар жараёнлар дейилади. Аксинча, жисм бошланғич ҳолатга қайтгандан сўнг атрофдаги жисмларда қандайдир ўзгаришлар содир бўлган жараённи қайтмас жараён деб аталади. Агар ипга осилган математик маятникни мувозанатли ҳолатдан чиқариб қўйиб юборсак, у мувозанатли ҳолатга айнан шу йўл қайтиб, яна шу йўл билан мувозанатсиз ҳолатга ўтади. Ишқаланиш ва қаршилик кучларидан ҳоли бўлган ҳамма механик системалар идеал қайтар бўлади. Реал шароитда фақат қайтмас жараён амалга ошади, чунки ишқаланиш ва қаршилик кучларига сарфланган энергия атроф муҳитга тарқалиб кетади.

Система бир қатор ҳолатларни ўтиши натижасида ўзининг дастлабки ҳолатига қайтиб келса, бундай жараён айланма жараён ёки цикл деб аталади. Поршенли цилиндр идиш ичидаги газни текширайлик. Ҳажм кенгайиш натижасида система 1 ҳолатдан 2 ҳолатга орқали ўтсин, сўнгра ҳажми сиқилиши натижасида орқали ўзининг дастлабки ҳолатига қайтиб келсин (7.7-расм).


7.7 – расм.
Бунда босим ва ҳажм ўзгариши орқали юз берган жараёнда бажарилган ишни қуйидаги формула орқали аниқласак:
dA = РdV ёки А = (7.29)
у мусбат бўлиб, сон жиҳатдан 1 - 2V₁V₂1 эгри чизиғ билан чегараланган юзага тенг. Газнинг сиқилишида бажарилган иш манфий бўлиб, у сон жиҳатдан 2V₂V₁1 2 эгри чизиқ остидаги юза орқали аниқланади. У ҳолда айланма жараёнда бажарилган иш 1 -2V₁V₂1 ҳолда 2V₂V₁1 2 эгри чизиқлар билан чегараланган юзаларнинг айирмаси, яъни 1 _{2 1} эгри чизиқ билан чегараланган юза билан ифодаланади. Жараённинг қандай ўтиш йўналишига қараб бажарилган иш мусбат (1 -2 1) ва манфий (1 -2 1) бўлиши мумкин.
Цикл тугагандан кейин система дастлабки ҳолатига қайтиб келади. Шунинг учун ҳолатнинг ҳар қандай функцияси, масалан, ички энергия, циклнинг боши ва охирида бир хил қийматга эга бўлади.