O’QUV-USLUBIY MAJMUA FIZIKA
––––––––––––––––––––––––––––––{ 368 }––––––––––––––––––––––––––––––
30-MA’RUZA: TERMODINAMIKA
REJA:
1.
Erkinlik darajasi bo’yicha energiya taqsimoti
2.
Gazning bajargan ishi
3.
Issiqlik sig’imi.
4.
Termodinamikaning
birinchi
qonuni,
uni
izojarayon
va
adiabatik
jarayonlarga tadbiqi
Mexanik energiyasi o‘zgarmas, ichki energiyasi o‘zgarishi mumkin bo‘lgan
termodinamik tizimni ko‘rib chiqamiz. Tizimning ichki energiyasi har xil jarayonlar
natijasida o‘zgarishi mumkin, masalan, tizimga issiqlik miqdori
uzatilganda yoki tizimga
nisbatan ish bajarilganda o‘zgarishi mumkin.
Tsilindr porsheni ichkariga siljitilganda unda turgan gaz siqiladi, natijada gazning
temperaturasi oshadi, boshqacha qilib aytganda, gazning ichki energiyasi o‘zgaradi.
Gazning temperaturasi va ichki energiyasini unga tashqi jismlar
orqali issiqlik miqdori
uzatish hisobiga ham oshirish mumkin. Boshqa hollarda esa mexanik harakat energiyasi
issiqlik harakati energiyasiga aylanishi va aksinchasi sodir bo‘lishi mumkin.
Kuzatishlarning natijalariga ko‘ra, termodinamik jarayonlarda
energiyaning bir turdan ikkinchi turga o‘tishi va energiyaning saqlanishi kuzatiladi. Ana shu
qonun –
termodinamikaning
birinchi qonuni
deb ataladi.
Misol uchun U
1
ichki energiyaga ega bo‘lgan qandaydir tizimga qo‘shimcha issiqlik
miqdori berilgan bo‘lsin. U holda tizim yangi termodinamik holatga o‘tib, U
2
ichki
energiyaga ega bo‘ladi, tashqi kuchlarga qarshi A ishni bajaradi.
Tizimga uzatilgan issiqlik miqdori va tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan ish musbat
deb hisoblanadi.
Tajribalardan kuzatilishicha, energiyaning saqlanish qonuniga asosan, tizim
istalgan usulda bir holatdan ikkinchi holatga o‘tganda uning ichki energiyasi quyidagicha
o‘zgaradi:
va u tashqaridan uzatilgan issiqlik miqdori Q va tashqi kuchlarga
qarshi bajarilgan ish A
farqiga teng bo‘ladi
∆U = Q - A yoki Q = ∆U + A ,
bu ifoda termodinamikaning birinchi qonunini ifodalaydi.
Tizimga uzatilgan issiqlik miqdori ichki energiyaning o‘zgarishiga va tashqi kuchlarga
qarshi bajarilgan ishlarga sarf bo‘ladi. (45.1) - ifodaning differentsial ko‘rinishi quyidagicha
bo‘ladi:
dQ = dU + dA yoki
,
Agarda, tizimning bir holatdan ikkinchi holatga o‘tishi davriy bo‘lsa,
u asl holatiga qaytgan
vaqtda tizim ichki energiyasining o‘zgarishi nolga teng bo‘ladi:
U holda, termodinamikaning birinchi qonuniga asosan, bajarilgan ish tizimga uzatilgan
issiqlik miqdoriga teng bo‘ladi: A = Q,
Demak, davriy o‘zgaruvchi mashina tashqaridan uzatilgan issiqlik miqdoridan ortiq
ish bajarishi mumkin emas.
1
2
U
U
U
A
dU
Q
0
U