Mavzu: Turli jarayonlarda entropiyaning o’zgarishi

Transport va lagistika fakulteti Mehnat muhofazasi va transport xavfsizligi yo’nalishi 1-bosqich 101-21 guruh talabasi Bo’riyev Yoqubning fizika fanidan “Ochiq tizimlarda entropiyaning local kamayishi. Dissipativ strukturalar” tayyorlagan Mustaqil ishi

Reja:

• Izotermik jarayon
• Gazlarning aralashishi-diffuziya
• Entropiya
• Termodinamik jarayonlar
• Entropiyaning o’zgarishi

Entropiya (yun.— aylanish, oʻzgarish) —1) termodinamikada — har qanday termodinamik tizimning holat funksiyalaridan biri (8). Oʻz holiga qoʻyilgan (tashqi kuch taʼsir etmayotgan) berk tizimda jarayon qaysi yoʻnalishda sodir boʻlishini ifodalaydi. [[Termodinamikaning II qonuni (qarang [[Termodinamika) jarayonlarning yoʻnalishini avvaldan aytib berish imkoniga ega emas. Bu qonunni taʼriflagan R. Klauzius 1865 yilda jarayonlarning bir tomonlama kechishiga olib keluvchi cheklashni tahlil qilib, 8 funksiyani kiritdi va uni Entropiya. deb atadi; 2) statik fizikada — tizim holatining termodinamik ehtimolini ifodalovchi kattalik.

Izotermik jarayon (T=const). Bu xil jarayonlarga moddaning faza o’zgarishi, ya’ni bir agregat holatdan ikkinchi agregat holatga, bir kristall moddadan ikkinchisiga o’tishi kabi jarayonlar misol bo’ladi.

Bu jarayonlarda T turg’un bo’lganligidan yuqoridagi tenglamadagi T ni integralning tashqarisiga chiqarib, chiqarib, jarayonning yo’nalishi ma’lum bo’lganligidan (izotermik jarayon)

ni olamiz: Q – to’la funksiya xossasiga ega, Q ni integrallashmumkin. AB o’z-o‘zicha boruvchi, BC o’z-o’zicha bormaydigan qaytmas jarayonlar, B muvozanat holat

QT entropiyaning issiqlik effekti (yashirin o’tish isssiqligi).

Gazlarning aralashishi – diffuziya. Ikki xil gaz devor bilanajralgan bo’lsin, birinchi gazdan n1 mol (hajmi V1) va ikkinchisidan n2 mol (hajmi V2) olaylik. Devordagi teshik orqali gazlar bir-birida diffuziyalansin. Ma’lum vaqt o’tgandan so’ng butun hajmda (V1+V2) ikkala gaz bir tekisda taqsimlansin. Bu jarayon turg’un harorat va turg’un bosimda borsin. Bu jarayon natijasida birinchi gaz V1 dan (V1+V2) gacha, ikkinchi gaz esa V2 dan (V1+V2) gacha kengayadi. Yuqoridagi tenglamaga muvofiq birinchi gaz entropiyasining o’zgarishi:

Entropiya 

Protsesslarning yo’nalishini avvaldan aytib berish imkoni t e r m o d i n a m i k a ikkinchi qonunining asosiy mazmunini tashkil etadi. Nemis fizigi R. Klauzius protsessning bir tomonlamakechishiga olib keluvchi cheklashni tahlil qilib S funksiyani kiritdi va uni entropiya deb atadi. Klauzius ta’rifida (1865) termodinamikaning ikkinchi qonuni shunday ifodalanadi:

: 

Atomlar olamida tartib va tartibsizlik: tartibsizlik osha borgan sari entropiya o’sib boradi

«O’zgarmas energiyaga ega sistemalarda o’z-o’zicha kechadigan protsesslarda entropiya hamisha o’sib boradi». Shunday qilib, agar   bo’lsa, sistema, o’z-o’zicha A sharoitdan V sharoitga o’tadi. Aks holda:   teskari protsess o’z-o’zicha kechadi. Entropiyaning qizish, sovish, erish, bug’lanish, ximiyaviy reaktsiyalar va shu kabilar bilan bog’liq bo’lgan turli protsesslarda o’zgarishini hisoblashning umumiy usullari mavjud.  

Suv bug’i entropiyasi suv enstropiyasidan katta; suv entropiyasi muz entropiyasidan katta.

Erish temperaturasi qaynash temperaturasiga o’xshash bosimga bog’liq bo’ladi. Eriyotganda hajmi ortadigan moddalar (bundaylar juda ko’pchilikni tashkil etadi) uchun bosim ortishi bilan erish temperaturasi ham ortadi va aksincha.  

Muz eriganda hosil bo’lgan suvning hajmi kichik bo’ladi (shuning uchun suv muzlayotib, trubalarni yorib yuboradi) va bosim ortganida muz pastroq temperaturada eriydi. Vismut, galliy, cho’yanning ba’zi markalari ham xuddi shunday.

Termodidamik jarayonlar

Termodinamik jarayonlar bir necha sinfga bo‘linadi:o’zicha boruvchi, o’z-o’zicha bormaydigan, muvozanat-nomuvozanat, termodinamik qaytar-qaytmas jarayonlar va hokazo. O’z-o’zicha boruvchi va o’z-o’zicha bormaydigan jarayonlar. Tabiatda mavjud jarayonlar ma’lum tomonga yo’nalgan bo’lib, ularni <> qaytarish uchun energiya sarflash kerak bo’ladi.

Masalan, doim issiqlik issiq jismdan sovuq jismga o’zicha o’tadi, turli bosimdagi gazlar oz’ bosimini tenglashtirishga intiladi, ishqalanish jarayonlarida ish issiqlikka aylanadi, elektr yuqori potensialdan past potensial tomon o’tadi, idishlarga solingan suyuqlikning sirti tenglashadi, turli bosimdagi gazlar yuqori bosidan past bosim tomon,ya’ni tenglashish tomoniga boradi va hokazo.

TURLI JARAYONLARDA ENTROPIYANING O’ZGARISHI

• Tabiatdagi barcha real jarayonlar qaytmas jarayonlar ekanligi yuqorida qayd qilindi. Qaytmas jarayonlarda entropiyanng o’zgarishi ds>dQ/T va TdS>dQ tenglamalar bilan ifodalanadi. Lekin bu tenglamalar tengsiz bo’lganligidan ulardan foydalanib, enropiyaning o’zgarishini hisoblab chiqarish mumkin emas. Ikkinchidan, entropiya holat funksiyasi bo’lib, uning o’zgarishi jarayonning qaytar yoki qaytmas tarzda borishiga bog’liq emas.

E’tiboringiz uchun rahmat