A. Y. Normurodova molekulyar fizika (risola) Toshkent – “Lesson press” – 2023

Nazorat savollari

1. 
   Termodinamika nimani o‘rgatadi?
   
2. 
   Ichki energiya deb nimaga aytiladi?
   
3. 
   Issiqlik miqdori, ichki energiya va sistema tomonidan bajarilgan ishlar o‘zaro qanday munosabatda?
   
4. 
   Termodinamik sistema ichki energiyasini o‘zgartirish usullarini tushuntiring?
   

2.2 - §. Issiqlik miqdori. Solishtirma issiqlik sig‘imi
Sistemaga berilgan issiqlik miqdori sistemaning ish bajarishga sarflanmasa, u faqat sistemaning ichki energiyasini oshirishga sarf bo‘lishini ko‘rib o‘tdik. Bu holda termodinamikaning birinchi qonuni
(2.2-1)
ko‘rinishi oladi.
Ichki energiya ta’rifidan ma’lumki, u ideal gazdan iborat sistemada sistemaning temperaturasiga to‘g‘ri proporsional. Agar gazning boshlang‘ich holatdagi temperaturasini T₁, oxirgi holatdagi temperaturasini T₂ deb belgilasak, ichki energiya ya’ni issiqlik miqdori temperaturalar ayirmasiga to‘g‘ri proporsional:
(T₂-T₁) (2.2-2)
(2.2-2)ni tenglik orqali yozilsa, proporsionallik koeffitsenti S ni kiritish lozim.
(2.2-3)
S-ga berilgan moddaning issiqlik sig‘imi deyiladi va (7.2-3) tenglamadan uning qiymatini aniqlasak
(2.2-4)
ga teng bo‘ladi.
(2.2-4) dan ko‘rinadiki, moddaning issiqlik sig‘imi uning temperaturasini 1⁰ gradusga oshirish uchun zarur bo‘lgan issiqlik miqdori bilan o‘lchanar ekan. Uning X.B. sistemasidan birligi J/K.
Moddaning issiqlik sig‘imi moddaning turiga ham bog‘liq. Shu bog‘liqlikni ifodalash uchun solishtirma issiqlik sig‘imi tushunchasi kiritiladi. Moddaning issiqliq sig‘imi uning massasi va solishtirma issiqlik sig‘imiga bog‘liq.
(2.2-5)
(2.2-5) ifodani e’tiborga olsak, (2.2-4) ifodani
(2.2-6)
ko‘rinishi shaklida yozish mumkin. Bu formuladagi s_m ga solishtirma issiqlik sig‘imi deyiladi.
Issiqlik miqdorini kaloriyalarda o‘lchash qabul qilingan edi.
1 kaloriya deb, 1g toza suvning temperaturasini 19,5⁰S dan 20,5⁰S ga ko‘tarish kerak bo‘lgan issiqlik miqdoriga aytiladi. Xalqaro birliklarda esa issiqlikni ham har qanday energiya singari Joullarda
(1j) o‘lchash qabul qilingan. 1kal issiqlik miqdori son jihatdan 4,186 joulga teng (7.2-6) dan s_m ni topsak
(2.2-7)
kelib chiqadi.
Bu ifodadan ko‘rinadiki, solishtirma issiqlik sig‘imi deb, istalgan modda massa birligidagi miqdorining temperaturasini 1K (1⁰S) ga isitish uchun kerak bo‘lgan issiqlik miqdoriga aytiladi. Solishtirma issiqlik sig‘imi birlikda o‘lchanadi.
Moddalarning solishtirma issiqlik sig‘imi kalorimetrlarda o‘lchanadi. Buning uchun solishtirma issiqlik sig‘imi o‘lchanadigan jism ma’lum temperaturagacha isitiladi va so‘ngra maxsus asbob-kalorimetrga solinadi, unga esa avvaldan ma’lum miqdorda suv qo‘yilgan bo‘ladi. Kalorimetrning ichki idishi va undagi suv isiydi, jism esa soviydi. Bu esa kalorimetrga solingan jismning solishtirma issiqlik sig‘imini topish imkonini beradi.
Faraz qilaylik, kalorimetrning massasi m_k, solishtirma issiqlik sig‘imi s_k, kalorimetrdagi suvning massasi m_s, solishtirma issiqlik sig‘imi s_s, uning qizdirilish temperaturasi t, tekshirilayotgan jism massasi m_j, solishtirma issiqlik sig‘imi s_j, uning qizdirilish temperaturasi t₁, jismni kalorimetrga tushirgandan keyingi temperatura  bo‘lsa, jism -issiqlik miqdorini kalorimetr ichki idishiga va suvga beradi. Bunda kalorimetr ichki idishi Q_k=c_km_k(-t), suv esa Q_s=c_sm_s(-t) miqdorda issiqlik oladi. Energiyaning saqlanish qonuniga muvofiq
Q_j=Q_k+Q_s yoki
c_jm_j(t₁-)= c_km_k(-t)+ c_sm_s(-t)
Bundan esa

orqali tekshirilayotgan jismning solishtirma issiqlik sig‘imini topish mumkin.
Bundan tashqari, moddalarning molyar issiqlik sig‘imi tushunchasidan ham foydalanadilar.
Molyar issiqlik sig‘imi deb, istalgan 1mol moddaning temperaturasini 1K ga oshirish uchun kerak bo‘lgan issiqlik miqdoriga aytiladi.
(2.2-8)
Bu formulada  ekanligini inobatga olsak
(2.2-9) yoki
(2.2-10)
deb ham yozish mumkin. (2.2.-10) formuladan ko‘rindiki, moddalarning molyar issiqlik sig‘imi uning solishtirma issiqlik sig‘imiga bog‘liq.
(2.2-11)
Moddalarning molyar issiqlik sig‘imi larda o‘lchanadi.
Ta’kidlash kerakki, gazlarning issiqlik sig‘imlari gazlarning qizdirilish usuliga ham bog‘liq.
Doimiy bosimda qizdirilgan gazlarning molyar issiqlik sig‘imi bilan, doimiy hajmda qizdirilgan issiqlik sig‘imlari bir-biridan farqlash uchun s_P, s _V=s_V belgilash qabul qilingan.
Xususan, o‘zgarmas hajmda gaz qizdirilsa u kengaymaydi, faqat uning ichki energiyasi ortadi.
(2.2-12)
Agar gaz o‘zgarmas bosimda qizdirilsa gazning ichki energiyasi ham o‘zgaradi, gaz kengayib, ish ham bajaradi.
(2.2-13)
(2.2-12) va (2.2-13) formulalardan ko‘rinadiki, o‘zgarmas hajmda va o‘zgarmas bosimda gazga berilgan issiqlik miqdorlari bir biridan farqlanar ekan. Demak, doimiy bosimda berilgan issiqlik miqdori, doimiy hajmdagi berilgan issiqlik miqdoridan har doim katta bo‘lar ekan. 1 mol gaz uchun S_r va S_v o‘rtasida S_r=S_v+R bog‘lanish bor. Bu formulada R - gaz universal doimiysi. Bu tenglamaga Robert-Mayer tenglamasi deb ham aytiladi.