K. E. Onarqulov

6- маъруза. Kimyoviy va bioenergetika asoslari. Ular asosidagi qurilmalar

Маълумки, атомларнинг структураси ва хоссалари уларнинг ядросидаги нуклонлар сонига боғлиқ ва квант механиканинг қонунлари асосида бошқарилиб турилади. Инсоннинг хохиши билан атомлар структураси ўзгармайди – уларни модданинг энг кичик порцияси деб аташ мумкин.

Кимёвий потенциалнинг юза хоссаларини ўрганишдаги ролини тушуниш учун уни механикадаги харакат динамикаси билан солиштириб кўрамиз. Биламизки, жисм харакатидаги ўзгаришлар куч таъсири остида бўлади, куч тушунчаси харакатнинг ҳамма асосий қонунларида иштирок этади. Кимёвий жараёнларни юргизадиган кучнинг табиати қандай, кимёвий реакцияларнинг йўналишини, уларнинг бошланиши ва тугашини нима белгилайди? Қандай катталик кимёвий ўзгаришларни миқдорий ифодалаб бераолади?
Кимёвий реакцияларни харакатга келтирувчи куч тушунчаси асосида кимёвий потенциал тушунчаси ётади.
Биламиз-ки, термодинамиканинг биринчи қонуни қуйидаги кўринишга эга:

Бу ерда Q – системага берилган иссиқлик энергияси, А – унинг ташқи кучларга қарши бажарган иши, - ички энергиясининг ўзгариши. Агар ишни икки қисмдан – ҳажмнинг ўзгармас босимда ўзгариши ва кимёвий ўзгаришда бажарилган ишдан иборат деб ҳисобласак, у ҳолда А=pdV+A_ким деб оламиз ва

Қайтар жараёнлар учун термодинамиканинг иккинчи қонуни бўйича ва

Демак, А_ким – бу ички энергиянинг бир қисми бўлиб, уни ўзгармас босим ва ўзгармас температурада ишга айлантириш мумкин. У Гибснинг эркин энергияси деб аталади ва G харфи билан белгиланади (изобар – изотермик потенциал).
Умумий холда Гиббснинг эркин энергияси қуйдагича ёзилади:

ёки

ифода энтальпия деб аталади ва у ички энергия ва ларга боғлиқ бўлади.
Биомасса — чиҚиндини ёқиш натижасида олинадиган энергиядир. Амалда биомасса бу — чиқинди. Қуриган дарахт ёки уларнинг шох-шаббаси, томорқадан полиз ўсимликларининг илдизпоялари, ёғоч қобиғи ва қириндилари кабилардир. Бундай чиқиндилар таркиби чорва фермаларида озуқа ва тўшама сифатида ишлатиладиган сомон ҳамдир.
Кўпроқ миқдорда қишлоқ хўжалиги экинлари: дон, пахта, маккажўхори ва бошқалар бўлиши мумкин. Одатда уйимиздан чиққан, маиший чиқиндилар чиқиндихонага чиқарилиб, кўмиб ташланади. Маиший чиқинди ҳам биомассанинг бир тури, ундан ҳам биоёқилғи ишлаб чиқаришда фойдаланиш мумкин.
Биомассадан фойдаланиш жуда оддий. Махсус печлар ёқилиб, қозонларда сув иситилади, буққа айлантириб ва электр энергияси олиш учун трубиналар айлантиради.
Биомасса энергияси — биомассани чиқитга чиқариш, биогаз олиш ва фойдаланиш энергетиканинг истиқболли йўналиши ҳисобланади. Биомасса манбаларига қаттиқ маиший, саноат чиқиндилари, шаҳарнинг лойқа ва оқава сувлари ва чорвачилик, ўсимлик қолдиқлари, ўрмон маҳсулотлари, хусусан, ёғоч тайёрлаш ва жўнатишда, ёғоч материаллари ишлаб чиқаришдаги, ёғоч, қоғоз массалари ва бошқа чиқиндилар киради.