Qaytar va qaytmas jarayonlar Reja

QAYTAR VA QAYTMAS jarayonlar

Reja

• 1.Termodinamik jarayonlar turlari.
• 2. Termodinamik potensiallar.
• 3. Erkin Energiya

Termodinamikaning birinchi qonuniga muvofiq turli jarayonlarda energiyaning bir turi boshqa turga aylanishi, energiyaning saqlanish qonuni chegarasida ekvivalent qonuniga bo’ysungan holda sodir bo’ladi. Lekin birinchi qonundan foydalanib, ma‘lum jarayonnig ayni sharoitda sodir bo’lish – bo’lmasligi va bu jarayonning davom etish chegarasini oldindan aytib bo’lmaydi. Birinchi qonunga asosan, faqat jarayon sodir bo’lgan taqdirda, energiyaning qaysi turi va qanchasi boshqa tur energiyaning qanchasiga aylanishini aytib berish mumkin, xolos.

• Termodinamikaning birinchi qonuniga muvofiq turli jarayonlarda energiyaning bir turi boshqa turga aylanishi, energiyaning saqlanish qonuni chegarasida ekvivalent qonuniga bo’ysungan holda sodir bo’ladi. Lekin birinchi qonundan foydalanib, ma‘lum jarayonnig ayni sharoitda sodir bo’lish – bo’lmasligi va bu jarayonning davom etish chegarasini oldindan aytib bo’lmaydi. Birinchi qonunga asosan, faqat jarayon sodir bo’lgan taqdirda, energiyaning qaysi turi va qanchasi boshqa tur energiyaning qanchasiga aylanishini aytib berish mumkin, xolos.
• Kimyo qoidalariga amal qilib yozilgan barcha kimyoviy reaksiyalar amalda sodir bo’lavermaydi. Masalan, ma‘lum sharoitda A+B = S+D reaktsiya o’ngdan chapga yoki chapdan o’ngga boradimi? Bu savolga birinchi qonun javob bera olmaydi. Masalan 3H2 + N2 = 2NH3 ekvimolekulyar nisbatda olingan bo’lsa, reaksiya ikkinchi tomonga borishi mumkin, bu birinchi qonunga zidlik qilmaydi.

Barcha kimyoviy reaksiyalarni ikkiga  turga bo`linadi.

qaytar

qaytmas

 Faqat  bir  yo’nalishda   boradigan reaksiyalar

Bir vaqtning o’zida ikki qarama-qarshi yo’nalishda boradigan reaksiyalar

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q

               Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

               AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

               NaOH + HNO3  = NaNO3 + H2O

N2 + 3H2    «     2NH3

Termodinamikaning ikkinchi qonuniga ko‘ra izolatsiyalangan sistemalarda o'z-o'zicha boradigan jarayonlaming energiyaning yuqori darajadan past darajaga o4ish yo‘nalishidagina borishi mumkin va jarayon sistemaning barcha qismlarida energiya tenglashgunga qadar davom etadi.

Ikkinchi qonunga shunday ta'rif be - rish mumkin: Har qanday sistema energiyaning intensivlik tengla- shadigan muvozanat holatiga kelishiga harakat qiladi. Bu qoidani issiqlikka tatbiq etsak, shunday ifodalaniladi: issiqlik sovuq jismdan issiq jismga o‘z-o'zicha o‘tishi mumkin emas.

2 chi qonun:

Ma`lumki, sistema ehtimolligi kamroq bo‘lgan holatda o‘z-o‘zi- cha o'tishga harakat qiladi. L.

Bolsman entropiya S sistema holati termodinamik ehtimolligi (W) ning logorifmiga mutanosib boTishi- ni ko‘rsatadi.

S = K\nW

bunda К Bolsmon doimiysi —1,38-10 16— bunda R Na grad Universal gaz doimiysi, NA - Avogadro soni)

Statistik termodinamikaga ko‘ra entropiya sistemadagi moleku- lalarning tartibsizlik oichovidir. Molekulalarning issiqlik harakati qancha yuqori darajada bo‘lsa, sistemaning entropiya qiymati ham shuncha katta bo'ladi.

Qaytar jaravonda berilgan sharoitlarda sistema bajargan ishni hisoblab topishga yordam beradigan sistemaning holatini aniqlovchi o‘zgaruvchilar asosida olingan funksiyalar termodinamik potensiallar deyiladi.

Termodinamik potensiallar holat funksiyalaridir, ya’ni ularning o'zgarishi faqat boshlang'ich va oxirgi holatiga bog'liq lekin o‘til- gan yoiga bog'liq emas. Qaysi funksiya termodinamik potensial rolini o'ynashi sistema qanday sharoitda ekanligiga qarab belgila- nadi. Termodinamik potensiallar jumlasiga izoxoro-izotermik potensial F, izobara-izotermik potensial Z, ichki energiya U va en- talpiya H kiradi. Amalda izoxoro-izotermik va izobaro-izotermik potensiallar ko‘p qo‘llanilgani uchun biz shularning o‘zgarishlarini batafsilroq ко‘rib chiqamiz.

O‘zgarmas harorat va hajmda boradigan jarayonlar uchun termodinamika ikkala qonunining birlashtirilgan ifodasini quyidagicha yozish mumkin:

bunda ham tenglik ishorasi qaytar jarayonga taalluqli va maksimal ish A ni ko‘rsatadi. Funksiya U-TS ichki izoxoro-izotermik poten- sial deyiladi va Fharfi bilan belgilandi:

F = U -T S .

F ichki energiya bilan bogiangan energiya (TS) ning ayrimasiga tengligi sababli erkin energiya ham deyiladi.

Yuqoridagi formulaga ko‘ra izotermik jarayonda bajarilgan maksimal ish

A = -A F

0 ‘zgarmas harorat va bosimdagi sistemalar uchun termodina- mik potensial a bilan iodalaniladi va izobaro-izotermik potential deyiladi:

Bu potensialning o‘zgarishi ham sistemaning boshlang‘ich va oxirgi holatlarigagina bog‘liq, ya’ni

Izobaro-izotermik jarayonlarda bajarilgan maksimal ish shu potensialning o'zgarishiga teng:

Ikkala potensialning ifodasida entropiya minus ishorali bo‘lgani uchun qaytmas jarayonlarda potensiallarning qiymati ortmaydi. Balki kamaydi va minimumga intiladi. Boshqacha aytganda, izobaro-izo- termik jarayonlar izobar potensial о ning kamayish yo‘na - lishida- gina o‘z-o‘zicha borishi mumkin. Jarayonning o‘z-o;zicha borish chegarasi, ya’ni muvozanat sharti potensialning minimal qiymatiga yetishidan iborat bo‘ladi.

Erkin va bog‘langan energiya