Режа: Асосий тушунчалар. Қайтар ва қайтмас термодинамика жараёнлари

Биринчи қонунга асосан, бир жинсли абадий двигател, яъни сарфланган энергияга нисбатан кўпроқ энергия берадиган двигател яратиш мумкин эмас.
Қуйидаги термодинамика жараёнида газга бериладиган иссиқлик нималарга сарф бўлишини умумий ҳолда кўриб чиқамиз.
Қўзғалувчан поршенли цилиндрга солинган 1кг газга, маълум миқдордаги q иссиқликни берсак (pасм 2.6), унинг ҳарорати ортади, яъни газ қизийди. Демак, газ молекулаларининг ҳаракати тезлашади.
Молекуланинг илгариланма ва айланма ҳаракатининг кинетик энергияси, ҳамда молекула ички тебраниш энергияси ҳам ортади. Натижада газнинг ички кинетик энергияси ортади. Цилиндрдаги поршен қўзғалувчан бўлганлиги учун газнинг исиши натижасида поршен юқорига кўтарилади (поршен II-ҳолатни олади).
Газнинг кенгайиши сабабли
молекулалар орасидаги ўртача масо-
фа узаяди, бу эса молекулалар ораси-
даги тортиш кучидан келиб чиқади-
ган ички потенциал энергияни Δ u га
камайтиради. Шу жараён учун энер-
гия баланси қуйидагича:
q қ Δ u _k + Δ u _n + ℓ
ℓ- поршенни ҳаракатлантириш учун
сарфланган иш.
Ички энергиянинг умумий ўзгаришини
Δu билан белгилаймиз.
Pacм 2.6
Δ u қ Δ u _k + Δ u _n
у ҳолда,
q қ Δ u + ℓ (2.7)


Бу термодинамика биринчи қонунининг математик ифодаси бўлиб, ҳар қандай термодинамика жараёнида газга берилган иссиқлик, унинг ички энергиясини орттиришга ва ташқи ишни бажаришга сарф бўлишини кўрсатади.
Чексиз кичик термодинамика жараёни учун (2.7) тенгликни ўзгартириш мумкин:
dqқdu + dℓ (2.8)
Илгари айтиб ўтганимиздек, duқc_vdT ва бўлгани учун
(2.9)
Оҳирги ифода – термодинамика биринчи қонунининг дифференциал тенгламаси дейилади.
(2.9) тенгламадаги ўрнига ифодани алмаштириш мумкин, чунки .
Демак, (2.10) Кейинги математик ўзгартиришларни бажариш учун газ ҳолати тенгламасини 1 кг газ учун ёзамиз, Уни дифференциаллаймиз, қийматини (а) тенгликка келтириб қўямиз, яъни

Маълумки, с_р – с_v қ R ёки c_р қ R + c_v. Шунинг учун
(2.11)