6-ma'ruza mavzu: Termodinamikaning 1-qonuni. Entropiya tushunchasi Reja

6-MA'RUZA
MAVZU: Termodinamikaning 1-qonuni. Entropiya tushunchasi
Reja:
1. Termodinamikaning 1- qonunining moxiyati
2. Termodinamikaning asosiy tenglamasi
3. Entropiya tushunchasi
Tayanch iboralar: Ichki kinetik va ichki potensial energiya, tashqi kuchga qarshi ish, ishqalanish issiqligi, energiyaning o'zgarishi.


Fizika va issiqlik texnikasi fanida termodinamikaning 1- qonuni nixoyatda katta o'rin egallaydi. Bu qonun quyidagicha talqin qilinadi.
“Tabiatda energiya yo'qdan bor bo'lmaydi va bordan yo'q bo'lmaydi, balki bir turdan ikkinchi turga aylanadi xolos”. Shuning uchun fanda bu qonunni "Energiyaning aylanish va saqlanish qonuni" deb yuritiladi. Bunday g'oyani fanga birinchilardan bo'lib, rus olimi M.Lomonosov 1747-yillarda olib kirgan va bu soxada ko'plab tadqiqotlar o'tkazgan. Energiyaning izsiz yo'qolib ketmasligini isbot- lagan.Yanada oddiyroq qilib aytganda jismga berilgan issiqlik miqdori, shu jismning ichki energiyasining oshishiga xamda ish bajarishga sarf bo'ladi. Termodinamikaning 1- qonunining yuzaga kelishida M.Lomonosovning “Prichinы Teplo i Xolod” yoki “Issiqlik va sovuqlik sabablari” nomli asarida keltirilgan ma'lumotlar juda muxim rol o'ynaydi va asosiy sababchi bo'lgan asarlardan bittasi bo'ladi. Jismga berilgan issiqlik miqdori – Q, mazkur jism boshqa jismlar ustida bajargan ish – A va jism ichki energiyasining o'zgarishi orasidagi munosabat quyidagicha ifodalanadi.
Q = +A
Bu yerda : Q - Berilgan issiqlik miqdori
_{- Jismning ichki energiyasi}
A - Bajarilgan ish
Olingan tenglama termodinamikaning birinchi qonunining matematik ifodasi hisoblanadi. U quyidagicha ta'riflanadi: termodinamik tizimning ichki energiyasining o'zgarishi, tizimning issiqlik shaklida olgan energiyasi va bajargan tashqi ishining algebraik yig'indisiga teng yoki ishchi jismga issiqlik shaklida keltirilgan energiya ishchi jismniig ichki energiyasining o'zgarishiga va jismni tashqi ish bajarishiga sarf bo'ladi. Termodinamikaning birinchi qonuning tenglamasi istalgan jism uchun, ya'ni modda gaz, suyuq, qattiq, gazsimon yoki boshqa shaklda bo'lishidan qat'iiy nazar bir xil taa'lluqlidir.


Entropiya
T ermodinamik jarayonlarni to'liq tadqiqot qilish uchun, tadqiqotlarni va hisoblashlarni osonlashtirish maqsadida, termodinamikaga R.Klauzius tomonidan gazning xolati bo'yicha entropiya tushunchasini kiritdi. Entropiya yunoncha entropia - aylanish, o'zgarish degan ma'noni beradi. Entropiya issiqlik sig'imiga o'hshash kJ / kg K o'lchov birligida o'lchanadi. Entropiya S harfi bilan belgilanadi. Entropiya ham termodinamik tizimning xolat funksiyasi ekanligi sababli, uni tizim ko'rsatkichlari xolatining funksiyasi sifatida ifodalash mumkin.
Gazlarning xolat ko'rsatkichi sifatida entropiyani grafik tarzida tasvirlash uchun to'g'ri burchakli TS tizimi koordinatidan foydalanish mumkin. Bunday TS koordinatadagi diagramma TS-diagramma deb ataladi, issiqlik va entropiya diagrammasi deb ham ataladi. Agarda TS - diagramma izotermik jarayon T=const bo'lsa, jarayonning 1-2 chizig'i S o'qqa parallel ketadi. Bu xolatda to'g'ri burchakning yuzasi ma'lum masshtabda izotermik jarayonda ishtirok etgan q issiqlik miqdorini ko'rsatadi.
Bu yerda:
S₁ - boshlang'ich xolatdagi 1kmol gaz entropiyasi;
S₂ - so'nggi xolatdagi 1kmol gaz entropiyasi.
S₂ - S₁ jarayondagi entropiyaning o'zgarishi. Bu ifodadan, izobar jarayon uchun ; Yoki elementar jarayon uchun . Bu nisbat issiqlikning o'zgarish jarayonini sifatli harakteristikasi hisoblanadi. Entropiyaning o'zgarishi ichki energiya, entalpiya va ayrim termodinamik miqdorlarning o'zgarishiga o'xshab, jarayonning kechish usuliga bog'liq bo'lmay, balki jismning boshlang'ich va oxirgi xolatlariga bog'liq. S_V = const bo'lgan izoxor jarayon uchun
S_R =const bo'lgan
Adiabatik jarayon uchun.
Politrop jarayon uchun
Bu yerda S - Politrop jarayonning issiqlik sig'imi.
Qisqacha xulosalar:
1. Termodinamikaning 1-qonuni bu energiyaning saqlanish va aylanish qonunidir.
2.Termodinamikaning 1-qonunining matematik ifodasi Q = +A
3. Entropiya yunoncha entropia-aylanish, o'zgarish degan ma'noni beradi.
4.Entropiya issiqlik sig'imiga o'hshash kj / kg K o'lchov birligida o'lchanadi.


Nazorat savollari:

1. 
   Termodinamikaning 1-qonuni va formulasini izoxlang?
   
2. 
   Entropiya jarayoni deganda nimani tushunasiz?
   
3. 
   Entropiya jarayonining formulasini yozib, tushuntiring.
   
4. 
   Termodinamikaning 1-qonuniga doir qanday misollarni bilasiz ?