Termodinamikaning birinchi qonuni. 18-Maruza

KVAZISTATIK JARAYONLAR

4-rasmda ishqalishsiz qo’zg’aluvchan porshenli idishga ideal gaz qamalgan. Porshen siljiganida xajm o’zgaradi.

4-rasm. Gaz issiqlikdan izolyatsiyalangan , qo’zg’aluvchan porshenli silindrga qamalgan.Agar porshen dx masofaga siljisa, gaz xajmining o’zgarishi dV = A dx ga teng bo’ladi. Gaz bajargan ish PA dx =P dV bo’lib, bu yerda P-bosim

Bunda temperatura yoki bosim, yoki ularning har ikkalasi o’zgarishi kerak. CHunki bu uchchala o’zgaruvchanlar xolat tenglamasi PV = nRT orqali bir-biri bilan bog’langan. Agar gazni siqish uchun porshenni siljitsak, avval porshen devorlariga yaqin bo’lgan gaz molekulalari bosimi ortadi. So’ngra muvozanat qaror topadi. Bunda yangi bosim va yangi temperatura o’rnatiladi. Biz butun gaz bo’yicha muvozanat qaror topmagunicha P, V yoki T kabi makroskopik o’zgaruvchilarni aniqlay olmaymiz. Kvazistatik jarayon deganda biz o’ta sekin boradigan-ideal xolda cheksiz kichik tezlik bilan yuz beradigan jarayonni tuo’unamiz. Bunda sistema ketma-ket cheksiz yaqin muvozanatli xolatlardan o’tadi. Bunda gaz bosimi va temperaturasini vaqtning ixtiyoriy momentida topish mumkin.
Yгqori bosimga ega bo’lgan gazni kvazistatik kengayishini ko’ramiz. YUzasi A ga teng bo’lgan porshen ostida gaz kengayadi, bunda gaz porshenga PA kuch bilan ta`sir etadi, bu yerda P-gaz bosimi. Porshen juda sekin doimiy tezlik bilan siljiganidan, unga kattaligi bo’yicha F ga teng, biroq yo’nalishi qarama-qarshi bo’lgan kuch ta`sir etadi. Bu kuch tashqi bosim yoki ishqalishga asoslangan. Porshenni cheksiz kichik masofa dx ga siljishida bajarilgan ish:
dW=F_х dх= PA dх= PdV (2)
ga teng. Bu yerda dV = A dx gaz xajmining cheksiz kichik oshishidir. Kengayish davomida porshen gazga PA ga teng kuch bilan ta`sir etadi. Bu kuch yo’nalish jihatidan gazning porshenga ta`sir kuchiga qarama-qarshidir. Shunday qilib, porshenning gaz ustidan bajargan ishi gaz bajargan ishga teng bo’lib, faqat manfiydir.
dWon gas = -dWby gas = -P dV (3)
Agar gaz siqilsa, bunda dx gazli idish ichiga yo’nalgan,uning xajmi kamayadi.Bunda porshenning siljishi bo’yicha gaz bajargan ish manfiy bo’ladi, bu gaz ustidan bajarilgan ishga teng. Xajmning dan ga o’zgarishida gaz bajargan ish
Won gas = (4)
bilan aniqlanadi.
Ishni topish uchun kengayish va siqish davomida bosim qanday o’zgarishini bilishimiz kerak. PV diagrammada turli jarayonlar namoyish etilishi mumkin.