• Ichki energiya.
  • Termodinamikaning birinchi qonuni




    Download 191.58 Kb.
    Pdf ko'rish
    bet1/5
    Sana07.11.2022
    Hajmi191.58 Kb.
    #29276
      1   2   3   4   5
    Bog'liq
    Fizika (1)



    Termodinamikaning birinchi qonuni 
     
    Reja: 
     
    1. Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni. 
    2. Gazning kengayishida bajarilgan ish 
    3. Termodinamika birinchi qonunining tenglamasi 
    4. Entalpiya 
    5. Qaytar va qaytmas jarayonlar 
    6. Muvozanatli va muvozanatsiz jarayonlar. 
     


     
    1. Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni. 
    Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni tabiatning umumiy tavsifga ega 
    bo‘lgan fundamental qonunidir. Bu qonun quyidagicha ta’riflanadi: energiya yo‘q 
    bo‘lmaydi va qaytadan paydo bo‘lmaydi, u faqat turli fizikaviy hamda kimyoviy 
    jarayonlarda bir turdan boshqa turga o‘tadi. Boshqacha qilib aytganda, 
    izolyatsiyalangan har qanday tizimda shu tizim ichida energiya o‘zgarmasdan 
    saqlanib turadi.
    Energiyaning saqlanish qonuni mexanikada ko‘pdan beri mexanikaviy 
    (kinetik va potentsial) energiyaga tatbiqan ma’lum bo‘lgan. M.V. Lomonosov 
    (1745-1748, Rossiya), D. Joul (1842-1850, Angliya), R Mayer (1842-1845, 
    Germaniya), G. Gess (1840, Rossiya), E. Lents (1844, Rossiya), G. Gelmgolts 
    (1847, Germaniya) va boshqa olimlarning ishlari bilan issiqlik va ishning 
    ekvivalentlik printsipi aniqlangandan keyin saqlanish qonuni energiyaning boshqa 
    turlariga ham tadbiq qilina boshlandi va uning mazmuniga muvofiq energiyaning 
    saqlanish va aylanish qonuni deb atala boshlandi.
    Energiyaning saqlanish va aylanish qonuni termodinamikaning birinchi 
    qonuni deb ham aytiladi.
     Ichki energiya. 
    Texnikaviy 
    termodinamikaning 
    vazifalaridan 
    kelib 
    chiqib, 
    modda 
    mikrostrukturasi nuqtai nazaridan moddaning ichki energiyasi nimalardan iborat 
    degan masalani ko‘rib chiqishning zaruriyati yo‘q. Hozirgi zamon fizikaviy 
    dunyoqarashlarga ko‘ra moddaning ichki energiyasini shu modda molekulalarining 
    (atomlar, ionlar, elektronlarning) kinetik va potentsial energiyalari yig‘indisidan 
    iborat deb tasavvur etishimiz mumkin. Ichki energiya tushunchasini fanga 1850 
    yili V. Tomson kiritgan. 
    Moddaning ichki energiyasi quyidagiga teng: 
    U=U
    kin
    +U
    pot
    +U
    o
    ,
    (1) 


    bu yerda U
    kin
    – molekulalarning ichki kinetik energiyasi; U
    pot
    – molekulalarning 
    ichki potentsial energiyasi; Uo – nolp energiya yoki absolyut nolp
    temperaturadagi ichki energiya. 
    Ma’lumki T=0 da atom va molekulalarning issiqlik harakati to‘xtaydi, lekin 
    atomlar ichidagi zarralarning harakati davom etadi. Ichki energiyaning absolyut 
    qiymati kimyoviy termodinamikada, kimyoviy reaktsiyalarni hisoblashda muhim 
    rolp o‘ynaydi. Termodinamikaning ko‘pchilik texnikaviy tadbiqlarida ichki 
    energiya U ning absolyut qiymati emas, balki bu kattalikning turli 
    termodinamikaviy jarayonlarda o‘zgarishi muhimdir. Bundan shu narsa kelib 
    chiqadiki, ichki energiya hisobini yuritishni ixtiyoriy tanlash mumkin. Masalan, 
    ideal gazlar uchun t
    0
    =0 S temperaturada ichki energiya nolga teng deb qabul 
    qilingan. 
    Aytib o‘tilganlardan shu narsa kelib chiqadiki, jism ichki energiyasining 
    biror jarayonda o‘zgarishi jarayonning tavsifiga bog‘liq emas va oxirgi holati bilan 
    bir qiymatda aniqlanadi. 
    U
    1-2
    = U
    2
    –U
    1
    (2) 
    1
    2
    1
    2
    U
    U
    dU
    U
    (3) 
    Ichki energiya ekstensiv xossa, yani U kattalik tizimdagi massa miqdori m 
    ga proportsionaldir. Solishtirma ichki energiya deb aytiladigan 
    m
    U
    и
    (4) 
    kattalik modda massasi birligining ichki energiyasidan iborat.
    Qisqa bo‘lish uchun, bundan keyin
    и
    kattalikni –solishtirma ichki 
    energiyani –oddiygina ichki energiya deb, U kattalikni esa butun tizimning to‘la 
    ichki energiyasi deb ataymiz. Yuqorida keltirilgan fikrlardan moddaning ichki 
    energiyasini quyidagicha ta’riflash mumkin: 
    ichki energiya bevosita modda holatining funktsiyasidir: 


    и
    =f (p, ); 
    и
    =f (p,T); 
    и
    =f (u,T) 
    (5) 
    1-rasmdagi 
    barcha 
    jarayonlarda 
    1
    2
    1
    2
    2
    1
    2
    1
    )
    6
    (
    )
    5
    (
    )
    4
    (
    )
    3
    (
    du
    du
    du
    du
    ichki 
    enegiya 
    o‘zgarishi bir xil bo‘ladi. 
    Tizimda 
    kechayotgan 
    termodinamik 
    jarayon 
    aylanma bo‘lsa, uning to‘la ichki energiyasining o‘zgarishi nolga teng, ya’ni
    0
    1
    2
    du
    и
    и
    (6) 
    Tizim ichki energiyasini o‘zgarishini soltishtirma hajm va temperatura 
    funktsiyasi ko‘rinishida yozish mumkin: 
    d
    d
    du
    dp
    p
    u
    du
    dp
    p
    u
    dT
    T
    u
    du
    d
    u
    T
    T
    u
    du
    p
    T
    p
    T
    )
    /
    (
    )
    /
    (
    ,
    )
    /
    (
    )
    /
    (
    ,
    )
    /
    (
    )
    /
    (
    (7) 
    Ideal gaz molekulalari orasida o‘zaro ta’sirlashish kuchlari mavjud emasligi 
    hisobga olinsa, unda gazning ichki energiyasi ideal gaz hajmiga va bosimiga 
    bog‘liq bo‘lmaydi, ya’ni
    0
    )
    /
    (
    T
    d
    u
    va 
    0
    )
    /
    (
    T
    p
    u
    (8) 
    Demak, ideal gazning ichki energiyasi faqat absolyut temperaturaga bog‘liq 
    bo‘lar ekan. U holda, ideal gazning ichki energiyasi temperatura bo‘yicha olingan 
    to‘la hosilaga teng bo‘ladi. 
    dT
    du
    T
    u
    T
    u
    U
    P
    /
    )
    /
    (
    )
    /
    (
    (9) 
    1-rasm. 


    Joul qonuni deb ataluvchi bu xulosa juda muhim. U ideal gazning yangi, 
    uning oldin aniqlangan xossalaridan kelib chiqmaydigan xossasini ochib beradi. 
    Ideal gaz uchun (8) ni hisobga olib (7) tenglamadan quyidagini hosil qilamiz. 
    d
    и
    =c
    v
    dt 
    (10) 
    Ya’ni ideal gazning ichki energiyasi faqat temperaturagagina bog‘liq.
    Agar real gazga kelsak, uning ichki energiyasi ham temperaturaga hamda 
    hajmga bog‘liq bo‘ladi, binobarin, real gaz uchun
    0
    )
    (
    T
    u
    (11) 

    Download 191.58 Kb.
      1   2   3   4   5




    Download 191.58 Kb.
    Pdf ko'rish