E. Ismailov, N. Mamatkulov, G’. Xodjayev, Q. Norboev biofizika va radiobiologiya

 
§ 6.2. Biologik tizimlarda energiyaning saqlanish qonuni 
 
Biologik tizimlar ochiq tizimga kiradi, chunki tashqi muhitdan qabul 
qilingan mahsulot hisobiga organizm rivojlanadi va yashaydi, ya‟ni modda 
almashinuvi doimo yuz berib turadi. Umuman, tirik organizm stasionar holatda 
bo‟lmaydigan rivojlanuvchi tizimdir. Ammo odatda kichik vaqt oralig‟ida 
biologik tizimlar holatini stasionar holat deb olish mumkin. Stasionar holatda 
bo‟lganda tizimning turli qismlaridagi parametrlarning qiymatlari odatda bir-
biridan farq qiladi: odam tanasining turli qismlari harorati, biologik 
membrananinng 
turli 
qismlaridagi 
diffuziyalanuvchi 
molekulalar 

---

190 
konsentrasiyasi va hokazolar. Shunday qilib, tizim ayrim parametrlarining 
gradiyenti doimiy tutib turiladi, shu sababli kimyoviy reaksiyalar o‟zgarmas 
tezlik bilan o‟tishi mumkin. Har qanday real termodinamik tizim ochiq tizimdir, 
lekin ma‟lum vaqt oralig‟ida ideal model yopiq tizim deb olish mumkin. Yopiq 
tizimning atrofidagi jismlar bilan o‟zaro ta‟sirini batafsilroq qarab chiqamiz. 
Issiqlik jarayonlari uchun energiyaning saqlanish qonuni termodinamikaning 
birinchi qonuni kabi ta‟riflanadi.
Tizimga berilgan issiqlik miqdori tizimning ichki energiyasining 
o‟zgarishiga va tizim bajaradigan ishga ketadi. 
A
U
Q



(6.1) 
Biz tizimning ichki energiyasi deganda, uni tashkil etuvchi zarrachalarning 
kinetik va potensial energiyalari yig‟indisi tushuniladi. Ideal gaz molekulalari 
o‟zaro ta‟sirlashmaydi, shuning uchun uning potensial energiyasi nolga teng. U 
holda 
U
=
E
bo‟ladi. Ichki energiya tizimning holat funksiyasi bo‟lib, berilgan 
holat uchun ma‟lum qiymatga ega bo‟ladi. 
1
2
U
U
U



(6.2) 
Issiqlik miqdori va ish holat funksiyasi emas, balki jarayon funksiyasidar. 
Shu sababli 
U

issiqlik miqdori 

siz yoziladi. 
Q
va 

ning juda kichik qiymatlari uchun 
dA
dU
dQ


(6.3) 
Agar gaz har biri 
i
erkinlik darajasiga ega bo‟lgan molekulalardan iborat 
bo‟lsa, u holda ichki energiya 
T
C
RT
i
U
V


2
(6.4) 
Bunda 
R
i
C
V
2

o‟zgarmas hajmdagi issiqlik sig‟imi. 
R
- universal gaz 
doimiysi. Izojarayonlar uchun termodinamikaning birinchi qonuni tadbiq etilsa, 

---

191 
agarda 
const
V

bo‟lganda, ya‟ni gaz hajmi o‟zgarmasa, u ish bajarmaydi. 
Demak, (6.3)ni
U
Q


yoki 
dU
dQ

(6.5) 
yuqoridagi kabi yozish mumkin, ya‟ni izoxorik jarayonda gazga berilgan issiqlik 
miqdori, uning ichki energiyasining oshirishga sarflanadi. Agarda 
const
P

, 
bo‟lsa, ya‟ni izobarik jarayonda tenglama ko‟rinishi (6.3) formula kabi bo‟ladi. 
Agar 
const
T

, ya‟ni izotermik jarayonda 
A
Q

yoki 
dA
dQ

bo‟ladi. Tashqi 
muhit bilan issiqlik almashmasa, ya‟ni 
O
dQ

adiabatik jarayonda bajarilgan ish 
ichki energiya o‟zgarishi hisobiga bo‟ladi. 
U
A
O



yoki 
U
A



dU
dA


o‟zgarmas hajmdagi issiqlik 
sig‟imidan tashqari 
C
p
issiqlik sig‟imi ham mavjud bo‟lib, ular orasida oddiy 
munosabat bor, ya‟ni bunga Mayer tenglamasi deyiladi. 
R
C
C
V
p


(6.6) 
Energiyaning saqlanish qonuni hisoblangan termodinamikaning birinchi 
qonuni jarayonlarning borishi mumkin bo‟lgan yo‟nalishlarni ko‟rsatmaydi. 
Masalan, termodinamikaning birinchi qonuniga binoan issiqlik almashinishda 
issiqlikning issiqroq jismdan sovuqroq jismga o‟z-o‟zidan o‟tishi mumkin 
bo‟lganidek, buning teskarisi, issiqlikning sovuqroq jismdan issiqroq jismga 
o‟tishi mumkin. Lekin kundalik hayotda ikkinchi
6.1-rasm. 
Issiqlik mashinasining chizmasi. 
Issiqlik
mashinasi 
isitgich 
isitgich 
sovutgich 
II tur 
abadiy 
dvigateli 

---

192 
jarayon o‟z-o‟zidan yuz bermaydi. Masalan, xona ichidagi havoni sovitish 
hisobiga choynakdagi suv o‟z-o‟zidan isimaydi. 
Termodinamikaning ikkinchi qonuni shu savollarga javob beradi. 
Termodinamika ikkinchi qonunning bir qancha ta‟riflari mavjud.
1. Klauzius ta‟rifi: issiqlik o‟z-o‟zidan harorati past jismdan harorati yuqori 
bo‟lgan jismga o‟ta olmaydi. 
2. Tomson ta‟rifi: ikkinchi tur abadiy dvigatel bo‟lishi mumkin emas, ya‟ni 
bir jismning sovishi hisobiga issiqlikning ishga aylanishi mumkin bo‟lgan 
yagona davriy jarayon bo‟lishi mumkin emas. 
Issiqlik mashinasida berilgan issiqlik miqdori hisobiga ish bajariladi, lekin 
bunda issiqlikning bir qismi albatta sovutgichga uzatiladi. 
Issiqlik mashinasining foydali ish koeffisiyenti quyidagi formula bilan 
hisoblanadi. 
1
Q
A


(6.6)