|
Hozirgi zamon fizikasida termodinamikaning ikkinchi bosh qonuni, ikkinchi tur abadiy dvigatelning, ya'ni issiqlikni butunlay ishga aylantirib, davriy ishlaydigan dvigatelning yasash imkonsizligini uqtiradi. Keling, ushbu qonunning ochilishi tarixi va u tufayli insoniyat erishgan boshqa ilmiy-texnik yutuqlar haqida gaplashamiz.
Ingliz Gemfri Devid (1788-1829) 23 yoshidayoq ko‘plab ilmiy va ijtimoiy mukofotlar, hamda, professor darajasiga ega bo‘ldi. Undan tashqari uni qirollikning eng oliy e'tiroflaridan bir - "ser" unvoni bilan sharaflashdi va London qirollik ilmiy jamiyatining prezidenti etib saylandi. o‘zining qisqa umri davomida ko‘plab muvaffaqiyatli tadqiqot
va tajribalar o‘tkazdi. XIX asr boshlarida Devi noldan past haroratda muzni eritishga muvaffaq bo‘ladi. Keyinroq uning tajribalarini rus olimi Petrov takrorladi. Harbiy amaliyotchi Benjamin Tompson (1753-1814) AQSH mustaqilligi uchun bo‘lgan urushdan qaytib, Bavariyada graf Rumford unvoni bilan taqdirlandi. U 1798-yili zambarak quvurlarini tayyorlash bo‘yicha o‘zining‘ tajribalari bayon qilingan risolani chop ettirdi. Uning tajribalarida, slindr shaklida quyilgan metallni o‘rtasini burg‘ulab, zambarak quvuri tayyorlash usullari keltirilgan edi. Uning
tajribalaridan birida, zambarak quvuri tayyorlash jarayonida, metallni burg‘ulayotganida, burg‘uning aylanishlari soni daqiqasiga 960 martaga yetganida, slindr harorati 37°C ga yetgani yozilgan. Mazkur qayd bilan tanishgan Gemfri Devi, fanda hukm surib kelayotgan teplorod haqidagi tushuncha Rumfordning ham, o‘zining ham tajribalariga mos kelmasligini fahmladi. Devi, issiqlik paydo bo‘lishi hodisasini tushuntirish, uchun o‘z nazariyasini taklif etdi. Unga ko‘ra, issiqlik bu - jismni tashkil qiluvchi moddalarning tebranma harakati natijasida paydo bo‘lib, Devining fikriga ko‘ra, gazlar va suyuqliklar
uchun zarrachalarning harakati nafaqat tebranma, balki aylanma yo‘nalishda ham bo‘lishi kerak edi. Devining bu nazariyasi kinetik issiqlik nazariyasi nomini oldi. Shunga o‘xshash nazariyani Gustav Yung ham ilgari surgan.
Baribir teplorod haqidagi nazariya, hali beri fanda o‘z hukmini o‘tkazishda davom etardi. Qaralayotgan davr (XIX asr boshi) uchun, issiqlik va issiqlik texnikasi haqidagi ikkita eng ommabop fundamental asarlar - Furyening "Issiqlikning tahliliy nazariyasi" va Karnoning "Alangani harakatlantiruvchi kuch va bu kuchni rivojlantira oladigan mashinalar haqida mulohaza" kitoblari ham aynan teplorod
tushunchasi asosida yozilgan. Furyening asari 1822 yilda Parijda nashr etilgan bo‘lib, olimning matematik fizika bo‘yicha olib borgan ko‘p yillik izlanishlarining xulosalarini o‘zida namoyon etadi. Karno esa o‘z asarida, bu masalaga ancha chuqurroq yondoshgan.
Mashhur farang siyosatchisi va matematik olimi Lazara Nikola Margerit Sadi Karnoning o‘g‘li bo‘lmish Nikolo Leonar Sadi Karno (1796-1832) politexnika maktabida ta'lim olgan. 1814-yildan e'tiboran u Napaleon armiyasi safida xizmatda harbiy muhandis bo‘lib ish boshlaydi. 1819-Napaleon hukumatdan ag‘darilgandan so‘ng u general shtabda leytenant harbiy unvoni bilan xizmat olib boradi. Uning otasi sobiq respublikachi amaldorlardan bo‘lib, siyosiy qochqinda bo‘lgani uchun (u vazir lavozimida ishlagan), Karnoning ham harbiy faoliyatida muammolar kelib chiqa boshlaydi va u 1828-yili iste'foga chiqishga majbur bo‘ladi. Nikolo Sadi Karno 1832-yilda, birdaniga xolera va
qizilcha kasalliklariga duchor bo‘lib, juda erta - 36 yoshida vafot etdi. Uning 1824-yilda nashrdan chiqqan "Alangani harakatlantiruvchi kuch va bu kuchni rivojlantira oladigan mashinalar haqida mulohaza" asari, hayotligida ulgurgan yagona ilmiy ishi bo‘ldi.
Karno shunday yozadi:
Issiqlik - harakatlantiruvchi kuch, aniqrog‘i, o‘z ko‘rinishini o‘zgartirgan harakatdan boshqa narsa emas; harakatlantiruvchi kuchni so‘ndirish yuz berayotgan har qanday joyda, yo‘qotilayotgan harakatlantiruvchi kuchga aniq proportsional miqdordagi issiqlik paydo bo‘ladi. Shu tarzda, shunday umumiy qoidani keltirib chiqarish mumkin: harakatlantiruvchi kuch tabiatda o‘zgarmas miqdorda doimo mavjud; u hech qachon paydo bo‘lmaydi, hech qachon yo‘qolib qolmaydi; amalda u faqat shaklini o‘zgartiradi, ya'ni ba'zan unday, ba'zan bunday turdagi harakatni yuzaga keltiradi, lekin o‘zi hech qachon yo‘qqa aylanmaydi. Menda issiqlik nazariyasi yuzasidan paydo bo‘lgan ba'zi tushunchalarimga ko‘ra, bir birlik kuch hosil qilish uchun, 2.7 birlik issiqlik sarflash zarur."
Karnoning bu satrlariga qoyil qolgan mashhur farang olimi Anri Puankare 1892-yilda shunday xitob qilgan edi: "Energiyaning saqlanish qonunini bundan ham mukammalroq tushuntirish mumkinmi?"
Harbiy muhandislik ishlarida ajoyib mutaxassis bo‘lgan Karno gidrodvigatellarning muhandislik hisob-kitoblari va qurilish ishlari bilan shug‘ullangan. Lekin, bu vaqtga kelib, butun Yevropada bo‘lgani kabi, Fransiyada ham ishlab chiqarish va boshqa sohalarda asosan bug‘ mashinalarini qo‘llash boshlanganligi sababli, yosh muhandis issiqlik mashinalarining nazariyasini yaratish ustida qizg‘in ishlay boshladi.
Aytib o‘tganimizdek, u vaqtlarda fanda hali issiqlikning ham havo, tuproq, va ho kazolar kabi modda ekanligi haqidagi tushuncha hukm surardi. Lekin Karno vaziyatga boshqa jihatdan yondoshdi va fizikaning eng mushkul muammolaridan biriga yechim izlashga kirishdi: qanday qilib issiqlikni ishga aylantirish (ish bajarishga majburlash) mumkin va buning uchun qanday majburiy shartlarni bajarish kerak? Suv dvigatellari uchun muhandislik hisob-kitoblaridan yaxshi xabardor bo‘lgan Karno, issiqlikni suv o‘rnida tasavvur qilib ko‘rdi.
U juda yaxshi bilgan qoida - suv tegirmonini yoki charxpalagini aylantirish uchun, suv oqimi, balandlikdan pastlikka oqib tushishi kerak. Shundagina suv oqimining harakat kuchidan foydalanib, suv
tegirmoni ish bajaradi. Karno savol yechimiga kalit topdi: issiqlik ham qandaydir ish bajarishi uchun, yuqori darajadan pastki darajaga o‘tishi kerak va suvning balandlikdan pastlikka oqib tushishidagi balandlik farqi, issiqlik uchun ham, harorat darajalari farqiga hamohang bo‘lishi kerak.
1824 yilda Sadi Nikollo Karno, o‘z nomini ilm-fan tarixi zarvaraqlariga abadiy muhrlanishiga sabab bo‘lgan, dohiyona fikrni o‘rtaga tashladi: issiqlik mashinasining ish bajarishi uchun, haroratlar farqi zarur bo‘ladi, issiqlikning ham har xil haroratli ikkita manbasi talab qilinadi. Bu tasdiq Karno nazariyasida hal qiluvchi fikr hisoblanadi va u Karno
tamoyili deb yuritiladi. Ushbu tamoyil asosida Karno issiqlik mashinasi uchun, o‘ziga xos ideal sikl o‘ylab topdi va bu holatga hech qanday real mashina yetisha olmasligini ta'kidladi. Bu sikl ilm-fanda Karno sikli deb yuritiladi va issiqlik texnikasi, mashinasozlik va texnikaning barcha sohalari uchun nihoyatda muhim fundamental nazariy tamoyildir.
Agar biz klassik termodinamikani tahlil qilsak, u makroskopik tizimlar kontseptsiyasiga asoslanganligini aniqlaymiz. Bu tizim tashqi muhitdan ajralishning jismoniy yoki kontseptual sifatining faqat bir qismidir. Termodinamik tizimni yaxshiroq o'rganish uchun har doim bu jismoniy massa deb taxmin qilinadi tashqi ekotizim bilan energiya almashinuvi buzilmaydi.
Makroskopik tizimning muvozanat holati termodinamik o'zgaruvchilar deb ataladigan kattaliklar bilan belgilanadi. Biz bu o'zgaruvchilarning barchasini bilamiz: harorat, bosim, hajm va kimyoviy tarkibi. Bu o'zgaruvchilarning barchasi tizimni va uning muvozanatini belgilaydi. Xalqaro ilovalar alyansi tufayli kimyoviy termodinamikaning asosiy belgilari o'rnatildi. Bu birliklardan foydalanish yaxshiroq ishlashi va termodinamika tamoyillarini tushuntirishi mumkin.
Termodinamikaning 4 ta printsipi bor, ular noldan uchgacha sanab o'tilgan, bu qonunlar koinotimizdagi barcha fizika qonunlarini tushunishga yordam beradi va bizning dunyomizda ba'zi hodisalarni ko'rish mumkin emas. Ular termodinamik qonunlari nomi bilan ham tanilgan. Bu qonunlarning kelib chiqishi turlicha. Ba'zilar oldingi formulalardan tuzilgan. Termodinamikaning ma'lum bo'lgan oxirgi qonuni nol qonunidir. Ushbu qonunlar laboratoriyada o'tkaziladigan barcha tekshiruvlar va tekshiruvlarda doimiydir. Ular bizning koinotimiz qanday ishlashini tushunish uchun zarurdir. Biz termodinamika tamoyillarini birma -bir tasvirlab beramiz.
Do'stlaringiz bilan baham: |
