19-Maruza. Termodinamikaning birinchi asosi. Ayrim sodda termodinamik jarayonlarni ifodalashda termodinamikaning birinchi asosining qoʹllanilishi. Reja

19-Maruza. Termodinamikaning birinchi asosi. Ayrim sodda termodinamik jarayonlarni ifodalashda termodinamikaning birinchi asosining qoʹllanilishi.

Reja:

1. 
   Termodinamikaning birinchi qonuni
   
2. 
   Kvazistatik jarayonlar
   
3. 
   PV-diagramma
   
4. 
   Ideal gaz bajargan ish
   
5. 
   Ideal gazlar uchun termodinamikaning birinchi qonuni
   
6. 
   Idel gazda izobarik jarayon
   
7. 
   Ideal gazda izotermik jarayon
   
8. 
   Ideal gazda adiabatik jarayon
   
9. 
   Ideal gazda politropik jarayonlar
   

Kalit so’zlar: Joul , issiqlik miqdori, energiyaning saqlanish qonuni, kvazistatik jarayon, izolyatsiyalangan sistema, izobarik jarayon, izotermik jarayon, adiabatik jarayon, politropik jarayon.

[1] 598-601

[2] 412-419

TERMODINAMIKANING BIRINCHI QONUNI. Faraz qiling, biz Joul tajribasini bajarmoqdamiz, lekin bunda izolyatsiyalangan devor o’rnida o’tkazuvchan devor bo’lsin. Bunda bajarilgan ish sistema temperaturasini o’zgartiradi va bu o’zgarish sistema devor orqali qanchalik issiqlik yutgani yoki chiqarganligiga bog’liq. Biroq, biz sistema bajargan ish bilan sistema yutgan issiqlik miqdorini qo’shsak, natija berilgan temperaturaviy o’zgarish uchun bir xil bo’ladi. SHunday qilib, sistemaga berilgan issiqlik miqdori sistemaning ish bajarishi va sistemaning ichki energiyasi o’zgarishi yig’indisiga teng. Bu natija – termodinamikaning birinchi qonuni bo’lib, energiya saqlanish qonunining isbotidir.
W-sistemada muhit bajargan ish bo’lsin, Masalan, tasavvur qiling bizning sistema gaz bo’lsin. U porshenli silindrga qamalgan. Agar porshen gazni siqsa, sistema gaz ustidan ish bajaradi.(Biroq, agar gaz porshenni itarib, kengaysa, ish sistema ustidan bajariladi va bunda bajarilgan ish manfiy bo’ladi) (3-rasm). Ish sistema ustidan bajarilganida :
𝛥Eint = Qin +Won (1)

1-rasm. Termodinamika birinchi qonunining bajarilishi

Analogik tarzda gaz sistema ustidan ish bajarsa, formuladagi W oldidagi ko’rsatkich manfiy bo’ladi. 18-10 tenglama termodinamikaning birinchi qonunining ifodasidir. Issiqlik va ish sistemaga energiya usullarini yoki aksincha, uzatish sistemadan energiya olish usullarini ifoda etganidan, ichki energiya ular bilan birga o’zgaradi. Shunday qilib, termodinamikaning birinchi qonuni energiyaning saqlanish qonunining ifodasidir.
Sistema ichki energiyasining o’zgarishi sistemaga berilgan issiqlik miqlori bilan sistema bajargan ish yig’indisiga teng (Termodinamikaning birinchi qonuni).
Ichki ye energiya P, V va T kabi xolat funktsiyasi ekanligini bilish muhimdir. Gazni ayrim boshlang’ich (P_i, V_i) xolatda ko’rib chiqamiz. T_i temperatura xolat tenglamasi orqali aniqlanishi mumkin. Masalan, gaz ideal bo’lib, T_i=P_i V_i/(nR). Ichki energiya Eint ham faqat gaz xolatigagina bog’liq bo’lib, ixtiyoriy ikkita P va V, P va T, hamda V, va T kabi xolat o’zgaruvchilari orqali aniqlanishi mumkin. Agar biz gazni sekin qizdirsak, yoki sovutsak, gaz ustida ish bajarsak, yoki gazga issiqlik miqdori terilsa yoki olinsa, uning xolati ya`ni P, V, T va E lari o’zgaradi.
Ish va issiqlik sistema xolatini ifodalash uchun qo’llanilmaydi. Ma`lum xolatdagi sistemada issiqlik va ish ma`lum miqdorda bo’lmaydi. Sistema ustidan ish bajarilganida yoki sistemagi issiqlik berilganida yoki olinganida sistema xolati o’zgaradi, Shunday qilib, ish va issiqlik termodinamik jarayonga kiritilib, u sistemani bir xolatdan ikkinchi xolatga o’tkazishi mumkin, biroq ular boshqa bosim, xajm, temperatura va massa kabi kattaliklardan farqli xolatning o’zining xarakteristikasi bo’lmaydi.
Juda kichik miqdorda issiqlik yutilganida bajarilgan ish yoki ichki energiyaning o’zgarishi (1 tenglamani) ni

dEint = dQin +dWon (2)

ko’rinishda yozish mumkin. Bu tenglamada dEint ichki energiya funktsiyasi differentsiali. Biroq, dQin va dWon ixtiyoriy funktsiyaning differentsiali emas. dQin sistemaga berilgan yoki undan olingan kichik miqdordagi issiqlik miqdorini bildiradi. Bunda mos xolda sistema qiziydi yoki soviydi. dWon sistema ustidan yoki sistemaning o’zi bajargan kichik miqdordagi ishni bildiradi.