Режа: Асосий тушунчалар. Қайтар ва қайтмас термодинамика жараёнлари

4. Газнинг ташқи иши
Биз юқорида айтиб ўтганимиздек, фақат бир жараёнда, яъни бўлган жараёнда газ ташқи иш бажармайди. Жараёнда газга берилган иссиқликнинг ҳаммаси ички энергияни орттиришга сарф бўлади.
Бундан ҳулоса шуки, бошқа термодинамика жараёнларида газга берилган иссиқлик миқдори ички энергияни орттирибгина қолмай, ташқи иш бажаришга (яъни ташқи муҳитнинг қаршилигини енгишга) ҳам сарф бўлади.
Маълумки, иш бажарилиши учун энг камида 2 та жисм, энергия қабул қилувчи ва энергия берувчи (йўқотувчи) мавжуд бўлиши шарт. Демак, илгари айтиб ўтганимиздек, иш - энергия ўзатилишининг бир шакли бўлиб, ишнинг миқдори берилаётган энергиянинг ўлчови бўлади.
Агар расм 2.5 даги ҳаракатчан поршенли цилиндрдаги 1кг газга чексиз кичик миқдордаги dq иссиқлик миқдорини берсак, газ кенгайиб поршен dS масофа йўл юради. Газ кенгайишида dℓ ташқи иш бажаради.

Бу иш кучнинг поршен юрган йўлига кўпайтмаси билан ифодаланади:

dℓ қ p F ds (2.4)
p – газнинг босими, Н/м³ ;
F - поршеннинг (цилиндрнинг) кўндаланг ке-сим юзаси, м² . Маълумки, ҳажмнинг энг кичик орттирмаси F ds қ бўлганлиги учун қуйидаги тенглик келиб чиқади:
(2.5)
Расм 2.5
У ҳолда газнинг ҳажмдан ҳажмгача кенгайишидан иборат термодинамика жараёнида бажарилган иш қуйидагича бўлади:
(2.6)
Расм 2.5 да ифодаланган диаграммасида жараён чизиғи иккала четки ординаталар ва абцисса ўқи билан чегараланган юза – S_1-2-3-4-1 маълум масштабда бажарилган ишни ифодалайди.
Бу ерда шуни эсда тутиш керакки, кенгайишдаги ишни мусбат, қисиш жараёнидаги ишни эса, манфий деб қабул қилинган (мисолимизда бажарилган иш -мусбат) координаталар тизимида юза - маълум маcштабда ишнинг миқдорини ифодалайди.
5. Термодинамика биринчи қонунининг моҳияти
ва унинг математик ифодаси
Маълумки, иссиқликнинг ишга айланиши (ва аксинча), энергиянинг сақланиш ва айланиш қонунининг ҳусусий ҳолидир. Иш ва иссиқликнинг эквивалентлик қонунини қуйидагича таърифлаш мумкин: "Маълум Q миқдордаги иссиқликнинг йўқолиши, тўла аниқ миқдордаги механик иш L ни келтириб чиқаради ва аксинча".
Шундай қилиб, термодинамика жараёнларида иссиқлик ва механик ҳодисалар орасида алоқа қонунияти мавжуд. Иссиқлик ва иш орасидаги мана шу ўзаро алоқа термодинамика биринчи конунининг моҳиятини ташкил қилади.
Баъзи адабиётларда термодинамиканинг биринчи қонунини, термодинамиканинг бирламчи бошланиши, деб ҳам айтилади. Бунинг сабаби шуки, бу қонун ҳеч қандай қонун ва тушунчалардан келиб чиқмайди, балки у энергиянинг сақланиш ва айланиш қонуни билан иссиқлик ва ишнинг эквивалентлик, ўзаро алмашиниш қонунларининг қўшилишидир.