Metallurgiya asoslari

6-Amaliy mashg`ulot
Bir kоmpоnеntli tizimning fаzаli muvоzаnаt аsоsidа mаsаlаlаr yechish.
Energiyaning hamma turlari (mexanik, elektrik, kimyoviy) issiqlikka aylana oladi, ammo issiqlik energiyasi boshqa tur energiyalarga aylana olmaydi. Demak, jismning bir qism energiyasi boshqa tur energiyasiga aylanib qobiliyatiga ega va bundan biror foydali ish bajaradi, ammo jismning boshqa qism energiyasi esa foydasiz bo'tib issiqlikka aylanib kctadi. Jismning foydali ish bajara oladigan umumiy energiyasi erkin energiya deyiladi
Ichki energiya, entalpiya. entropiya. izoxor-erkin cnergiya va izobar erkin eneigiyalar termodinamik potensiallar yoki funksiyalar ham deyiladi. chunki ulaming o'zi yoki hosilalari orqali sistemaning termo­dinamik xossalarini aniq ifodalash mumkin. Bular sistemanmg hossalarini xarakterlovchi funksiyalardir. Bu funksiyalar qavtar jarayonda bcrilgan sharoitlarda sistema bajargan ishni hisoblab topishga yordam bcradi.
Termodinamik potensiallar holat fuksiyalaridir, ya ni ularning o'zgarishi astemaning faqal boshlang'ich va oxirgi holatga bog’liq bo’lib, o’tilgan iyulga bogliq emas.
Termodinamik potensiallar jumlasiga izoxoro-izotermik (qisqacha izoxorik) potensial G, izobaro - izotermik (qisqacha izobarik) pofensial G, ichki energiya U va entalpiya H kiradi. Amalda izoxoro - izotermik va izobaro - izotermik potensiallar ko'p qo’llaniladi.
O'zgarmas harorat va hajmda boradigan jaryyonlar uchun termo- dinamikaning ikkala qonunini birlashtirilgan ifodasini quyidagieha yozish mumkin;

yoki

Bu yerda ham tenglik ishorasi qaytar jarayonga ta’lluqli va maksimal ish A_mak ni ko‘rsatadi.

Funksiyali U — TS izoxoro-izotermik potensial deyiladi va F harfi bilan belgilanadi:
F = U — TS yoki F = U — T S (1)
F ichki energiya bilan bog’langan energiya (TS)ning ayirmasiga tengligi sababli erkin energiya ham deyiladi.
Yuqoridagi formulaga ko’ra, sistemaning maksimal ish qiymati erkin energiya o'zgarishining teskari ishorali qiymatiga teng bo’ladi:
A_mak = – F (2)

O'zgarmas harorat (t° = const ) va bosim (R = const) dagi sistemalar uchun izobar potensial yoki Gibbs energiyasi qiymati;

G = H – T*S yoki G = H—T S bo’ladi. (3)
(3) dagi entalpiya qiymati N=U+PV bo'lgani uchun bu formulani quyidagicha ifodalash mumkin:
G = U – T*S =PV yoki G = U - T S + P V (4)
bu formuladan U — T*S = F deb belgilansa, (4) formula
G = F + PV yoki G = F + P V (5)
ko’rinishga ega bo’ladi. (44.2) formuladan - F = bo’lgani uchun bu qiymatni (5) ga qo'yib. G = A_mak - P V (48.2) hosilqilinadi.
Bu formula isobar potensial qiymatini ifodalaydi, isobar potensial qiymati muvozanat holatida bajarilgan maksimal foydali ish qiymatiga teng bo’ladi:
A¹_mak = A_mak - P _V (6)
buni (6) ga qo’yib chiqilsa. Isobar jarayonning maksimal foydali ish qiymati quyidagicha bo'Iadi:
A¹_mak = A_mak - P V (7)
Xulosa qilib aytganda. izobar – izotermik jarayonda bajarilgan maksimal minimal foydali ish qiymati erkin energiya hisobiga bajarilgan maksimal foydali ish qiymatidan tashqi bosimga qarshi hajm kengayishida bajarilgan ishni ayirib tashlangan qiymatga teng bo’ladi.
F va O lar sistemaning holat funksiyalari bo‘lib, V, T – const vaR.T –const bo'lganda o‘z-o‘zidan boradigan jarayonlarning yo'nalishini ko'rsalib beradi: G< 0 bo'lsa, R = const vaT—const bolganda jarayon to'g'ri yo'nalishda, G> 0 bo'lsa, jarayon teskari yo'nalishda sodir bo’ladi. Agar G = 0 bo'Isa, sistema muvozanat holatiga o'tadi
F va G ning haroratga bog'liqligi Gibbs — Gelmgolts tengla- masi bilan ifodalanadi:
F = U + T v (51.2)

G - H + T p (52,2)
O‘zgarmas haroratda 1 mol ideal gazning izobar potensiali bilan bosim drasidagi hog'lanish quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
G _T * G°_t + RT ln P (53.2)
bunda. G_T — T harorat va R bosimdagi gazning izobar potensiali;
G⁰_t — harorat T va bosim 1.013-10⁵ Pa dagi standart izobar poten­sial.
(53.2) tenglama asosida gazlardan iborat sistemalardagi reaksiyaning izobar potensialining o'zgarish qiymati quyidagicha bo'ladi:
G₁ = G°t + RT ln P (54. 11)
bunda. ln P — dastlabki va oxirgi jarayonlardagi bosimlar logariflari ayirmasi.