Islom Karimov nomidagi Toshkent davlat Texnika Universiteti Qo’qon filiali

Ochiq tizim oʻzining atrof-muhiti bilan energiya va modda almashadi. Gaz plitasi ochiq tizimga misol boʻladi, chunki issiqlik va suv bugʻlanib, havoda yoʻqolib ketadi.

Yopiq tizim oʻzining atrof-muhiti bilan faqat energiya almashadi, modda emas. Agar yuqorida berilgan misoldagi qozon qopqogʻini zich yopsak, u deyarli yopiq tizim boʻladi.

Izolyatsiyalangan tizim oʻzining atrof-muhiti bilan modda ham, energiya ham almashmaydi. Mukammal izolyatsiyalangan tizimni topish qiyin, lekin qopqogʻi zich yopiladigan maxsus sovitkich idishlar izolyatsiya qilingan tizimga oʻxshaydi. Idish ichidagi narsalar bir-biri bilan energiya almashishi mumkin, shuning uchun muz biroz eriydi va ichimlikni sovitadi, ammo tashqi muhit bilan juda kam energiya (issiqlik) almashadi.

Bir qarashda termodinamikaning birinchi qonuni ajoyib yangilikdek koʻrinishi mumkin. Agar energiya hech qachon yaratilmasa yoki yoʻq boʻlmasa, demak, energiya qayta va qayta ishlanadi, shunday emasmi?

Xoʻsh... javob ha va yoʻq. Energiyani yaratib ham, yoʻq qilib ham boʻlmaydi, ammo u koʻproq foydali shakllardan kamroq foydali shakllarga oʻzgarishi mumkin. Koʻrinib turibdiki, hayotimizda sodir boʻladigan har bir energiya uzatishida yoki energiya oʻzgarishida energiyaning bir qismi foydalanib boʻlmaydigan (yaroqsiz) shaklga oʻtadi. Koʻp hollarda ushbu foydalanib boʻlmaydigan energiya issiqlik shaklini oladi.

Aslida issiqlikdan muayyan bir sharoitda foydalanish mumkin boʻlsa-da, ammo u hech qachon 100% samaradorlik bilan (ish bajaradigan) boshqa turdagi energiyaga aylana olmaydi. Shunday qilib, har doim energiya uzatilganda, foydali energiyaning maʼlum miqdori foydasiz energiyaga aylanadi.

Issiqlik koinot tasodifiyligini oshiradi

Agar issiqlik ish bajarmasa, unda issiqlik oʻzi nima vazifani bajaradi? Ish bajarmaydigan issiqlik koinotning tasodifiyligi (tartibsizligi)ni oshirishga yoʻnaladi. Bu biroz tushunarsiz boʻlib tuyulishi mumkin, shuning uchun bir qadam ortga qaytib, bu qanday boʻlishi mumkinligini koʻrib chiqamiz.

Agar qoʻlingizda ikkita jism (aytaylik, bir xil metalldan yasalgan ikkita blok-gʻisht) bor va ular turli haroratda boʻlsin, bunda sizning tizimingiz nisbatan tartibli boʻladi: molekulalar tezlik boʻyicha taqsimlanadi, sovuqroq jismdagi molekulalar sekinroq va issiqroq jismdagi molekulalar tezroq harakatlanadi. Agar issiqlik issiqroq jismdan sovuqroq jismga qarab harakatlansa (oʻz-oʻzidan shunday boʻladi), issiq jismdagi molekulalar harakati sekinlashadi va sovuq jismdagi molekulalar harakati tezlashadi, bu holat barcha molekulalar bir xil oʻrtacha tezlikda harakatlanguniga qadar davom etadi. Endi biz bir xil tezlikda harakatlanadigan molekulalarning bitta katta toʻplamiga ega boʻldik. Bu bizning boshlangʻich holatimizga nisbatan kamroq tartibli holat.

Tizimning harorat jihatdan ajralgan konfiguratsiyadan koʻra yuqoridagi kabi tartibsiz konfiguratsiya tomon harakatlanish ehtimoli statistik jihatdan yuqori (yaʼni tartibsiz konfiguratsiyaga mos keladigan koʻplab ehtimoliy vaziyatlar mavjud). Bu haqda termodinamika qonunlari toʻgʻrisidagi videolarimiz va ushbu video orqali ham koʻproq bilib olishingiz mumkin.