Tibbiy kimyo 1 qism 22 09 2019. indd

Sistemaning ichki energiyasi

Ichki energiya U – termodinamik sistemaning eng asosiy xarak­

teristik funksiyasidan biridir. Ichki energiya – molekula harakati, 

atom va atomlar guruhi tebranma harakatining energiyasi, yadro 

energiyasi va boshqa xil energiyalarning yigʻindisidir. Kinetik va 

potensial energiyalar ichki energiyaga kirmaydi.

Jismdagi  ichki  energiyaning  mutloq  miqdorini  oʻlchab  boʻl­

maydi, masalan, biz kislorod yoki vodorod molekulasi ichki energi­

yasining umumiy miqdorini oʻlchay olmaymiz, chunki, modda har 

qancha oʻzgarmasin, u energiyasiz boʻla olmaydi. Shuning uchun, 

amalda jismning holati oʻzgargan vaqtda ichki energiyaning kamay­

ishi  yoki  ortishinigina  aniqlay  olamiz.  Masalan,  2  hajm  vodorod 

---

1-kurs talabalari uchun darslik

324

bilan 1 hajm kislorod aralashmasining ichki energiyasini U

1

 bilan 

ifodalasak. Aralashmani elektr uchquni yordamida portlatilsa, suv 

bugʻi hosil qilinadi. Bunda sistemaning ichki energiyasi U

2 

qiymat­

gacha oʻzgaradi.Aralashma portlagach, sistemada ichki energiya U

1

 

dan U

2

 ga oʻzgaradi:

ΔU = U

2 

­U

1

Bunda: ΔU­ ichki energiyaning oʻzgarishi; uning qiymati faqat 

U

1

va U

2

 larga, yani sistemaning dastlabki va oxirgi holatiga bogʻliq, 

ammo sistema bir holatdan ikkinchi holatga qay usulda oʻtganligiga 

bogʻliq emas.

Har qanday ish va harakat energiyani talab etadi. Aslida energi­

ya – bu bajarilgan ishdir. Energiyaning yoʻq boʻlib ketmasdan bir 

turdan ikkinchi turga aylanishini Nikolo Leonar Sadi Karno (1796–

1832) tushuntirib bergan. U bilan bir qatorda koʻpgina olimlar bu 

nazariya ustida ish olib borganlar.

Termodinamikaning  birinchi  qonuni  energiyaning  saqlanish 

qonuni boʻlib, issiqlik ajratish, yutish va ish bajarish bilan bogʻliq 

boʻlgan  hodisalarga  tatbiq  etiladi.  Termodinamikaning birinchi 

qonuniga koʻra, energiya yoʻqolmaydi va yoʻqdan bor boʻlmaydi. 

Agar biror jarayon davomida energiyaning bir turi yoʻqolsa, uning 

oʻrniga ekvivalent miqdorda boshqa bir turi paydo boʻladi. Qonunga 

shunday ta’rif berilgan: agar biror-bir sistemaga ma’lum miqdorda 

Q issiqlik berilsa, u holda Q miqdori sistema ΔU ichki energiyasi-

ning ortishiga va tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan A ishga sarf 

boʻladi. Bu qonunning matematik ifodasi quyidagicha ifodalanadi.

Q = ΔU + A

Bunda: ΔU – sistema ichki energiyasining oʻzgarishi,

Q – sistemaga berilgan issiqlik miqdori,

A – porshen koʻtarilishi uchun bajarilgan ish.

Faraz qilaylik, biz koʻrib chiqayotgan sistema bu rasmda koʻr­

satilgandek,  silindrga  joylashtirilgan  gaz  boʻlsin.  Silindrga  erkin 

harakatlanuvchi porshen oʻrnatilgan. Porshenning harakati bosimni 

oʻzgartiradi, bunda hajm ham oʻzgaradi. Porshen yordamida gazni 

---

Tibbiy kimyo / 1  

325

siqsak, bosim ortadi, hajm kamayadi, ish 

bajariladi.

ΔU = Q - pΔV

Bunda: p – sistemaning bosimi

ΔV – sistema hajmining oʻzgarishi

pΔV = A boʻlganligi uchun,

ΔU = Q ­ A

koʻrinishida  yozish  ham  mumkin. 

Bu  formula  sistemaga  berilgan  issiqlik 

ichki energiyaning ortishiga sarflanishi­

ni ifodalaydi:

Q= ΔU + pΔV

Yuqorida keltirilgan misol fizik jarayonni ifodalaydi. Kimyoviy 

jarayonlar uchun ham bevosita termodinamika qonunlari tatbiq eti­

ladi. Bunda ichki energiya sistemaning holat funksiyalaridan biri si­

fatida qaraladi. Kimyoviy termodinamikada asosan, atom, molekula 

va  ionlar  hamda  ularning  elektron  konfiguratsiyalarida  boradigan 

oʻzgarishlar  sifatida  koʻrib  chiqilgani  uchun,  sistemaning holati 

kimyoviy tarkib bilan va uchta asosiy parametrlar bilan belgilanadi.

Bular: Harorat – T, Bosim – p, Hajm – V

Odam  organizmida  jarayonlar  oʻzgarmas  harorat  va  bosimda 

boradi.

Oʻzgarmas  haroratda  oʻtadigan  jarayon  –  izotermik jarayon 

deyiladi. Bunday jarayon asosan termostatda boradi. Q

T

 = pΔV

Q

T

 – izotermik jarayon issiqlik effekti.

Oʻzgarmas  hajmda  oʻtadigan  jarayonlar  –  izoxorik jarayon 

deyiladi. Bularga yopiq idishda oʻtadigan jarayonlar kiradi. Q

v

= ΔU

Q

v

­ izoxorik jarayon issiqlik effekti.

Oʻzgarmas bosimda boradigan jarayon – izobarik jarayon deyi­

ladi (ularga atmosfera bosimida yoki odam organizmida kechadigan 

jarayonlar misol boʻladi). Bunda sistemaga berilgan issiqlik miqdori 

uning ichki energiyasini oshirishga va tashqi kuchlarga qarshi ish 

bajarishga sarf boʻladi.

---

1-kurs talabalari uchun darslik

326

Q

p 

= ΔU + A 

Q

p

 – izobarik jarayon issiqlik effekti.

A= p ΔV formulaga koʻra, p= const  boʻlganda hajm ham oʻgar­

maydi va formulada Qp = ΔU  holat kuzatiladi. Demak, izobarik 

jarayonda  (organizmdagi  holatda  ham  p=  const)  berilgan  issiqlik 

sistemaning entalpiyasini oʻzgartirishga sarf  boʻladi:

Qp = ΔH;       ΔH = H

2

 – H

1

Entalpiya p=const  boʻlgan sistema energiyasidir. H – entalpiya, 

ya’ni issiqlik saqlami deyiladi. Oʻzgarmas bosimda borayotgan ja­

rayonning issiqlik effekti sistema issiqlik saqlamining oʻzgarishiga 

tengdir. H – entalpiya ham sistemaning holat funksiyasi  boʻlgani 

sababli uning absolut qiymatini hisoblab  boʻlmaydi, ichki energiya 

kabi bir holatdan ikkinchisiga oʻtishidagi farq sifatida aniqlanadi. 

Entalpiya termodinamik funksiya  boʻlib, T, V, p va U kabi sistema 

xossalarini ifodalaydi.

Koʻpchilik kimyoviy reaksiyalar, shu jumladan tirik organizm­

da boradigan reaksiyalar oʻzgarmas bosimda boradi, shuning uchun, 

izobarik jarayonga alohida ahamiyat beramiz. Odam organizmida 

nafaqat p= const, balki, V=const, holatda jarayonlar sodir boʻladi. 

Demak, odam organizmidagi biologik jarayonlar issiqlik effektining 

umumiy qiymati biosistemalar entalpiyasining oʻzgarishi, sistema 

tomonidan ish bajarish,  va birlamchi issiqlik energiyasini hosil qil­

ishga sarf  boʻladi.

Ekzotermik  reaksiyalarda  issiqlik  ajraladi,  ya’ni  sistemaning 

entalpiyasi va ichki energiyasi kamayadi. Shuning uchun, bunday 

reaksiyalar uchun ΔH va ΔU manfiy sonlardir. Endotermik reaksi­

yalarda ­ issiqlik yutiladi, sistemaning entalpiyasi va ichki energiya­

si oshadi, shuning uchun ΔH va ΔU musbat ishoraga egadir.