Termodinamik jarayonlar va tizimlar

Termodinamik jarayonlar va tizimlar


Organizmda moddalar almashinuvi energiyaning bir turdan
ikkinchi turga o‘tish jarayonlari bilan birga davom etadi. Energiya
va moddalar almashinuvi hayot faoliyatining asosida yotgan yagona
jarayondir. Tirik organizm oziq moddalarning kimyoviy energiyasini
sarflaydi va energiyaning shu tu rin i organizm to m o n id an
bajariladigan barcha ish jarayonlari energiyasiga aylantirib, ortiqcha
miqdordagi issiqlikni tashqariga cliiqaradi.
Termodinamika — energiyani bir turdan ikkinchi turga o'tishini,
ya'ni energiya transformatsiyasini o'rganadigan fizikaning b o iimidir. Term odinam ik tizim deyilganda ichida ro‘y beradigan
jarayonlarni o'rganib chiqish osonroq boiishi uchun atrofdagi
fazodan shartli ravishda ajratib qo‘yilgan jism yoki jismlar yigindisi
tushuniladi. Tizimning holati esa barcha fizik va kimyoviy xossalarga bogiiq boiadiki, bu xossalarning o‘zgarishi tizim holatining
o‘zgarishiga olib keladi.
Tizim holatining ana shunday parametrlari jumlasiga harorat
T, bosim p, hajm К massa M, ichki energiya U, konsentratsiya
C, entropiya S va boshqalar kiradi.
Mana shu parametrlardan birortasi o‘zgarganda tizim holatining
o'zgarishi termodinamik jarayon deb yuritiladi. Termodinamik
jarayon bir qancha kattaliklarning ichki energiya o'zgarishi, erkin
energiya o'zgarishi, reaksiyalarning issiqlik effekti va boshqalarni
xarakterlab beradi. Termodinamik tizimlar izolatsiyalangan (alohida) yopiq va ochiq tizimlarga boiinadi.
Izolatsiyalangan tizimlar shunday tizimlarki, ular tashqi muhit
bilan energiya bilan ham , modda bilan ham almashinilmaydi.
Ularda energiya va massa o ‘zgarmay qoladi. Yopiq tizimlar tashqi
muhit bilan faqat energiya almashinib turadigan tizimlardir.
Bunday tizimlarning massasi doimiy boiadi-yn, lekin energiyasi

o‘zgarib turishi mumkin. Atrof-muhit harorati ko‘tarilganda atrofdan issiqlik oladigan m uhit harorati pasayganda esa issiqlik

chiqaradigan har qanday jismni yopiq tizim deb qarash mumkin,
yopiq tizim unga tashqi muhitdan o£tgan energiya hisobiga yoki
o£zining ichki energiyasi hisobiga ish bajaradi.
Ochiq tizimlar — boshqa tizimlar bilan modda ham, energiya
ham almashina oladigan tizimlardir, ya’ni bunday tizimlarda massa
ham energiya ham o‘zgarib turadi.
Tirik organizmlar ochiq termodinamik tizimlar jumlasiga kiradi,
chunki ularning o£ziga xos xususiyati atrofdagi muhit bilan modda
va energiya almashinib turadi. Biroq tirik organizmlami faqat ochiq
tizimlar deb qarash uncha to £g£ri emas, chunki ular beshta asosiy
belgisi bilan boshqa ochiq tizimlardan farq qiladi:
• tirik organizmlar oqsil jismlarning tirik organizmda tashkil
qiluvchi boshqa moddalar bilan birgalikda alohida yashash
shaklidir;
• ular o‘z-o‘zidan ko‘payish qobiliyatiga ega;
• tirik organizmlar o£z-o‘zidan rivojlanish qobiliyatiga ega;
• tirik tizimlarda polarizatsion sig£imning mavjudligi;
• tirik tizimlar molekulalarining disimmetrikligi.
Tirik organizmlarda ro‘y berib turadigan energetik jarayonlar
ham xuddi tirikmas tizimlarda bo£ladigan energetik jarayonlar
singari term odinam ikaning um um iy qonunlariga bo'ysunadi.
Term odinam ika energiyaning bir turdan ikkinchi turga aylanish
jarayonlariga bo‘ysunadigan asosiy qonunlarini belgilab beradi.
Termodinamika jismlarning mikroskopik tuzilishini hisobga
olmagan holda, ular orasida energiya almashinuvi mumkin bo£lgan
tizimlami qarab chiquvchi fizika bo£limidir. Termodinamik tizimning holati, asosan, bosim, hajm, harorat kabi fizik kattaliklar
bilan aniqlanadi.
Shu sababli umumiy holda J{PV7) = 0 termodinamik tizimning
holat tenglamasi deyiladi. Tizimning bir holatdan ikkinchi holatga
o ‘tishiga termodinamik jarayon deyiladi. Energiya bir jismdan
ikkinchi jismga ikki xil usulda o£tadi, ya’ni ish bajarganda va issiqlik
almashganda. Agarda termodinamik tizim tashqi muhit bilan modda
almashinuviga (energiya va impuls) ega boisa, bunday tizimga
ochiq termodinamik tizim deyiladi.
94
Agar termodinamik tizim tashqi muhit bilan modda almashmasa, bunday tizimga yopiq termodinamik tizim deyiladi.
Agar tizimga berilgan energiya va sarf boigan energiya o‘zaro
teng boisa, bu holga issiqlik muvozanati holati deyiladi.
Har bir oziq-ovqatning kaloriyaliligi mavjud. Masalan, oqsil
24,3 MJ/kg, uglevodlar 17,6 MJ/kg, yogiar 38,9 MJ/kg. Ajia
shular hisobida organizm da issiqlik m uvozanati saqlanadi.
6.1-jadvalda odam organizmi issiqlik muvozanati keltirilgan.