Issiqlik koinot tasodifiyligini oshiradi

Agar issiqlik ish bajarmasa, unda issiqlik oʻzi nima vazifani bajaradi? Ish bajarmaydigan issiqlik koinotning tasodifiyligi (tartibsizligi)ni oshirishga yoʻnaladi. Bu biroz tushunarsiz boʻlib tuyulishi mumkin, shuning uchun bir qadam ortga qaytib, bu qanday boʻlishi mumkinligini koʻrib chiqamiz.
Agar qoʻlingizda ikkita jism (aytaylik, bir xil metalldan yasalgan ikkita blok-gʻisht) bor va ular turli haroratda boʻlsin, bunda sizning tizimingiz nisbatan tartibli boʻladi: molekulalar tezlik boʻyicha taqsimlanadi, sovuqroq jismdagi molekulalar sekinroq va issiqroq jismdagi molekulalar tezroq harakatlanadi. Agar issiqlik issiqroq jismdan sovuqroq jismga qarab harakatlansa (oʻz-oʻzidan shunday boʻladi), issiq jismdagi molekulalar harakati sekinlashadi va sovuq jismdagi molekulalar harakati tezlashadi, bu holat barcha molekulalar bir xil oʻrtacha tezlikda harakatlanguniga qadar davom etadi. Endi biz bir xil tezlikda harakatlanadigan molekulalarning bitta katta toʻplamiga ega boʻldik. Bu bizning boshlangʻich holatimizga nisbatan kamroq tartibli holat.
Tizimning harorat jihatdan ajralgan konfiguratsiyadan koʻra yuqoridagi kabi tartibsiz konfiguratsiya tomon harakatlanish ehtimoli statistik jihatdan yuqori (yaʼni tartibsiz konfiguratsiyaga mos keladigan koʻplab ehtimoliy vaziyatlar mavjud).
2. Termodinamik muvozanat - termodinamik tizim holati; bunda tizimni tavsiflovchi barcha parametrlar aniq qiymatlarga ega boʻlib, bu qiymatlar tashqi muhit oʻzgarmasa, istagancha vaqt davomida oʻzgarmay qolaveradi. Termodinamik muvozanat holatiga oʻtgan tizimda issiqlik oʻtkazuvchanlik, diffuziya kabi har qanday qaytmas jarayonlar toʻxtaydi.
Tizimning tashqi muhit bilan oʻzaro munosabatiga qarab, uning Termodinamik muvozanat holatiga oʻtganligini turli fizik kattaliklarning kuzatilayotgan sharoitdagi erishgan chegaraviy qiymatlari orqali aniklash mumkin. Masalan, tashqi muhitdan adiabatik tarzda ajratilgan tizimda entropiya oʻzining erishishi mumkin boʻlgan eng katta qiymatga ega boʻladi; termostatdagi tizim uchun erkin energiya eng kichik qiymatni oladi; oʻzgarmas tashqi bosim taʼsirida boʻlgan termostatdagi tizim uchun Gibbs termodinamik potensiali eng kichik qiymatga erishadi.

Dinamik muvozanat tushunchasi termodinamik jarayonlarni oʻrganishda katta ahamiyatga ega. Ularga komponent, faza, gomogen(yunon. homogenes — teng, bir jinsli) va geterogen (yunon. heterogenes — har xil jinsli) sistemalar mansub. Termodinamik muvozanat - termodinamik tizim holati; bunda tizimni tavsiflovchi barcha parametrlar aniq qiymatlarga ega boʻlib, bu qiymatlar tashqi muhit oʻzgarmasa, istagancha vaqt davomida oʻzgarmay qolaveradi. Termodinamik muvozanat holatiga oʻtgan tizimda issiqlik oʻtkazuvchanlik, diffuziya kabi har qanday qaytmas jarayonlar toʻxtaydi.

Tizimning tashqi muhit bilan oʻzaro munosabatiga qarab, uning Termodinamik muvozanat holatiga oʻtganligini turli fizik kattaliklarning kuzatilayotgan sharoitdagi erishgan chegaraviy qiymatlari orqali aniklash mumkin. Mac, tashqi muhitdan adiabatik tarzda ajratilgan tizimda entropiya oʻzining erishishi mumkin boʻlgan eng katta qiymatga ega boʻladi; termostatdagi tizim uchun erkin energiya eng kichik qiymatni oladi; oʻzgarmas tashqi bosim taʼsirida boʻlgan termostatdagi tizim uchun Gibbs termodinamik potensiali eng kichik qiymatga erishadi.
3. Bizga malumki absalyut qattiq jismning mexanik muvozanatini qarash mumkin. Jism tanlangan biror sanoq sistemasiga nisbatan muvozanatda deyiladi, agar barcha tashqi shartlar uzoq vaqt davomida o’zgarmasdan qolsa. Termodinamik muvozanat deb shunday holatga aytiladiki , sistema ichki holatining barcha xarakteristikalari (mexanik xarakteristikalari ham ) tashqi shartlar saqlanib turgan o’z qiymatlarini uzoq vaqt saqlab tursalar . Holatlar fazosida termadinamik muvozanat xolati nuqta orqali ifodalanadi . kichik hajmdagi sistemaning muvozana tholati uning tempratura xarakteristikasidan ko’proq bog’liq .
2. Termadinamik jarayon tez yoki sekin sodir bo’lishi mumkin . juda sekin bo’lgan termadinamik jarayonlarn iqaraylik , bunda barcha parametrlarning o’zgarish tezligi cheksiz kichik bo’ladi.
Holatlar fazosida bunday jarayon egri chiziq orqali ifodalanadi ,uning har bir nuqtasi muvozanat holati bo’ladi. Juda sekin jarayonlarning har bir oraliq holat imuvozanat holati bo’ladi va bunday jarayonlar muvozanatli jarayon deyiladi; Muvozanatli jarayonlarni ifodalovchi munosabatlarda parametrlarning o’zgarish tezligining qiymati ahamiyatga ega emas , faqat ularning o’zgarish yo’nalishi ahamiyatga ega bo’lishi mumkin.
Chekli tezlikda sodir bo’luvchi jarayonlar (agar tezliklar fizik bog’lanishlarga tasir ko’rsatsa) muvozanatsiz jarayonlar deb ataladi .
Muvozanatli va o’rnashgan (statsionar) jarayonlar umumiy holda ustma ust tushmaydi.Jarayon o’rnashgan bo’lishi mumkin yani geometric fazodagi berilgan nuqtada holat parametrlari vaqt o’tishi bilan o’zgarmaydi

Shu vaqtning o’zida muvozanatsiz bo’lishi ham mumkin , yani parametrlarning o’zgarish tezliklari muhit zarrachalaridagi jarayonlarga sezilarli tasir ko’rsatadi. Muvozanatli va muvozanatsiz jarayonlar
Termodinamik tizimga kirgan jismlarning holati uzoq vaqt o‘zgarmasa, u holda tizim termodinamik muvozanatda bo‘ladi. Agar termodinamik tizimda jismlar bir xil holatda bo‘lmasa va ular bir-biri bilan issiqlik izolyatsion va absolyut qattiq to‘siqlar bilan ajratilgan bo‘lmasa, bu tizimda biror muddat vaqt o‘tishi bilan (ertami-kechmi) turg‘un termodinamik muvozanat hosil bo‘ladi.
Termodinamik muvozanatda tizim tarkibidagi jismlar o‘zaro issiqlik almashmaydi va bir-biriga nisbatan harakatda bo‘lmaydi, ya’ni issiqlik va mexanik muvozanat sodir bo‘ladi.
Termodinamik muvozanatda tizimni tashkil qilgan barcha jismlar bosimi va temperaturasi atrof-muhit bosimi va temperaturasiga teng bo‘ladi. Tashqi muhit o‘zgarishi bilan termodinamik tizimning holati o‘zgaradi ya’ni u muvozanatli holatdan muvozanatsiz holatga o‘tadi. Bu o‘zgarish atrof-muhit va tizimning bosimi va temperaturasi tenglashguncha, ya’ni turьun muvozanat qaror topguncha davom etadi. Amaliyot shuni ko‘rsatadiki, muvozanatga erishgan tizim keyinchalik shunday holatda qolaveradi, ya’ni holatini o‘zicha o‘zgartira olmaydi.
Yuqorida aytib o‘tilganlar asosida quyidagi natijaga kelish qiyin emas: tizim faqat muvozanat holatiga kelmaguniga qadargina ish bajara oladi.
Haqiqatan ham, har qanday issiqlik dvigatelida kamida ikkita issiqlik manbai - issiq va sovuq manbalar bo‘lgandagina ish olish mumkinligini bundan oldin qayd qilib o‘tilgan edi. Agar issiq va sovuq manbalar temperaturalari tenglashsa, ya’ni issiq manba, ish jismi va sovuq manbadan iborat tizim issiqlik muvozanatiga kelsa, u holda issiqlik ko‘chishi to‘xtaydi va ish bajarilmaydi.
Ko‘rib chiqilgan barcha misollardan ko‘rinib turibdiki, tizimda muvozanatning bo‘lmasligi tizimda baozi bir o‘ziga xos kattaliklar ayirmasining mavjudligi bilan tavsiflanadi.
Agar jarayonni amalga oshirish tezligi nolga intilsa, har qanday muvozanatdagimas jarayon muvozanatdagi jarayon bo‘lib qoladi. SHu bilan bir vaqtda har qanday muvozanatdagimas jarayon qaytmas va har qanday muvozanatdagi jarayon qaytar bo‘ladi. Termodinamik muvozanat - termodinamik tizim holati; bunda tizimni tavsiflovchi barcha parametrlar aniq qiymatlarga ega boʻlib, bu qiymatlar tashqi muhit oʻzgarmasa, istagancha vaqt davomida oʻzgarmay qolaveradi. Termodinamik muvozanat holatiga oʻtgan tizimda issiqlik oʻtkazuvchanlik, diffuziya kabi har qanday qaytmas jarayonlar toʻxtaydi.
Tizimning tashqi muhit bilan oʻzaro munosabatiga qarab, uning Termodinamik muvozanat holatiga oʻtganligini turli fizik kattaliklarning kuzatilayotgan sharoitdagi erishgan chegaraviy qiymatlari orqali aniklash mumkin. Mac, tashqi muhitdan adiabatik tarzda ajratilgan tizimda entropiya oʻzining erishishi mumkin boʻlgan eng katta qiymatga ega boʻladi; termostatdagi tizim uchun erkin energiya eng kichik qiymatni oladi; oʻzgarmas tashqi bosim taʼsirida boʻlgan termostatdagi tizim uchun Gibbs termodinamik potensiali eng kichik qiymatga erishadi.
Termodinamika - bu fizikaning bir moddadagi issiqlik va boshqa xususiyatlar (bosim, zichlik, harorat va boshqalar) o'rtasidagi o'zaro bog'liqligi.
Xususan, termodinamika asosan termodinamik jarayonlarni boshidan kechirayotgan fizik tizim ichidagi turli xil energiya almashinuvi bilan bog'liq bo'lgan issiqlik uzatishning qanday bo'lishiga e'tibor qaratadi. Bunday jarayonlar odatda tizim tomonidan bajariladigan ishlarga olib keladi va termodinamika qonunlariga amal qiladi.

Download 34,23 Kb.

1 2 3 4

Download 34,23 Kb.