Energiyasiga aylanish qonunini

Entalpiya /ˈɛnθalpmen/ ( tinglang) a-ning mulki hisoblanadi termodinamik tizim, tizimning yig'indisi sifatida aniqlanadi ichki energiya va uning bosimi va hajmi mahsuloti.^[1][2] Bu qulay davlat funktsiyasi doimiy bosim ostida kimyoviy, biologik va fizik tizimlarda ko'plab o'lchovlarda afzalroq. Bosim hajmi atamasi ish tizimning fizik o'lchamlarini o'rnatish, ya'ni atrofini siljitish orqali unga joy ajratish uchun talab qilinadi.^[3][4] Davlat funktsiyasi sifatida entalpiya faqat ichki energiya, bosim va hajmning yakuniy konfiguratsiyasiga bog'liq bo'lib, unga erishish yo'lidan emas.
Entalpi uchun o'lchov birligi Xalqaro birliklar tizimi (SI) bu joule. Hali ham ishlatilayotgan boshqa tarixiy an'anaviy birliklarga quyidagilar kiradi Britaniyalik issiqlik birligi (BTU) va kaloriya.
Tizimning umumiy entalpiyasini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash mumkin emas, chunki ichki energiya tarkibida noma'lum, osonlikcha erishib bo'lmaydigan yoki termodinamikaga qiziqmaydigan tarkibiy qismlar mavjud. Amalda, entalpiyaning o'zgarishi (ΔH) doimiy bosimdagi o'lchovlar uchun afzal ifodadir, chunki u ta'rifini soddalashtiradi energiya uzatish. Tizimga yoki undan tashqariga materiya o'tkazilishining oldini olganda, entalpiyaning o'zgarishi atrof-muhit bilan almashinadigan energiyaga teng bo'ladi issiqlik. Entalpi o'zgarishlarini kalibrlash uchun o'ziga xos va qulay mos yozuvlar punkti o'rnatildi. Doimiy bosimdagi kimyoviy moddalar uchun antalpiyalar odatda murojaat qiladi standart holat: ko'pincha 1 bar (100 kPa) bosim. Standart holat haroratni aniq ko'rsatmaydi, ammo entalpiya uchun ifodalar odatda 25 ° C (298 K) da hosil bo'lishning standart issiqligiga ishora qiladi. Uchun endotermik jarayonlar, o'zgarish ΔH ijobiy qiymat, salbiy esa ekzotermik (issiqlik chiqaruvchi) jarayonlar.
An entalpiyasi ideal gaz bosimiga bog'liq emas va faqat uning ichki energiyasiga bog'liq bo'lgan haroratga bog'liq. Umumiy harorat va bosimdagi haqiqiy gazlar ko'pincha ushbu xatti-harakatga yaqinlashadi, bu esa amaliy termodinamik dizayn va tahlilni soddalashtiradi. Entrapiya atamasining etimologik kelib chiqishi kashf etilishi bizni yunonga olib boradi va bu o'sha tilning bir nechta leksik tarkibiy qismlarining yig'indisi natijasidir:
"Ichi" yoki "en" deb tarjima qilinishi mumkin bo'lgan "en" prefiksi.
- "isinish" bilan sinonim bo'lgan "talpain" fe'l.
- "sifat" ga teng keladigan "-ia" qo'shimchasi.

The entalpiya a a termodinamik kattalik Bu ichki energiyaning yig'indisiga teng tanasi tashqi bosim orqali uning hajmini ko'paytirish. Ushbu kattalik a bilan ifodalanadi H katta harf

Entrapiya nima miqdorini aks ettiradi energiya bir tana atrof-muhit bilan almashinish . Uning dalgalanmaları, tananing chiqaradigan yoki so'radigan energiya darajasini aniqlaydi.
Entrapiya o'zgarishlari, bir so'z bilan aytganda, termodinamik tizim (tana) yo'qotadigan yoki yutadigan issiqlik miqdorini izobarik jarayon (ya'ni doimiy bosim ostida). U tizimi savolga, vaziyatga qarab, u tashqi muhit bilan almashadigan energiyani beradi yoki oladi.
Ko'rsatilgan narsalarga qo'shimcha ravishda, entalpiyaning bir necha turlari mavjudligini bilish muhimdir, ular orasida quyidagilarni ajratib ko'rsatish mumkin:
- Biz aniqlashimiz mumkin bo'lgan parchalanish enthalpi - bu murakkab turdagi moddaning sodda bo'lib chiqadigan moddalarni keltirib chiqaradigan vaqtda chiqariladigan yoki so'rilgan energiya miqdori.
- Bir mol moddasini yoqish paytida yuz beradigan entalpiya. Xususan, nima sodir bo'ladi, bu holda, gazsimon kislorod mavjud bo'lsa, bu energiya chiqishi yoki so'rilishi.
- Bir mol moddasi aralash moddani hosil qilgandan so'ng so'rilgan yoki bo'shatilgan energiyani nazarda tutuvchi entalpiya.
-Neytrallanish entalpiyasi, bu asosiy eritma va kislota eritmasi aralashmasi paydo bo'lganda so'rilgan yoki bo'shatilgan energiyani anglatadi.
Ammo biz boshqa turdagi entalpiyaning mavjudligini ham e'tiborsiz qoldirolmaymiz, ular orasida eritma entalpiyasi deb ataladigan va fazalar o'zgarishi entalpiyasi deb nomlanganlarni ham ta'kidlash mumkin.
Ichida Xalqaro birliklar tizimi , entalpiya bilan ifodalanadi joules vaqt ichida Birlik texnik tizimi , murojaat qiladi kaloriya miqdori . Doirasida Anglo-sakson birliklari tizimi , boshqa tomondan, entalpiya hisoblanadi BTU (to'liq nomi ko'rsatilgan energiya birligi) Britaniyaning termal qurilmasi ).
Sifatida tanilgan standart entalpiyaning o'zgarishi (HO ) kimyoviy reaksiya natijasida moddaning ekvivalent birligi transformatsiyaga uchraganda, termodinamik tizimda sodir bo'ladigan entalpiya o'zgarishi. Natija odatda quyidagicha ifodalanadi kJ / mol . Ushbu standart entalpiya o'zgarishlari quyidagicha bo'lishi mumkin o'qitish ( issiqlik bir mol aralashmasini ishlab chiqarishga berilishi yoki so'rilishi), ning zararsizlantirish yoki yonish .
Va nihoyat, shuni ta'kidlash kerakki, entalpiya o'zgarishlari hosil bo'lish uchun magnetogidrodinamika tomonidan ishlatilishi mumkin elektr energiyasi .
Gazlar holati o‘zgarish jarayonlarining Pv - va Ts - diagrammalardagi birlashgan grafigi
hosil bo‘lgan tenglamani integrallab quyidagi ko‘rinishga keltiramiz:
n lg v₂/v₁=lg p₁/p₂

yoki
pvⁿ =const (30)
Hosil bo‘lgan (30) tenglama politrop jarayon tenglamasi deyiladi.
politrop ko‘rsatkichi. Demak, politrop jarayondagi tizimning holat parametrlari o‘zgarsa ham uning politrop ko‘rsatkichi o‘zgarmasdan qolar ekan.
Politrop jarayonni yuqorida qarab chiqilgan jarayonlarning umumlashgan holi deb qarash mumkin. Chunki, politrop ko‘rsatkichi qiymatini   dan +  gacha oraliqda o‘zgartirib, izoxorik (n=+), izobarik (n=0) , izotermik (n=1) va adiabatik (n=k) jarayonlar tenglamalarini hosil qilish mumkin.
Politrop jarayon tenglamasi adibatik jarayon tenglamasidan faqatgina n ning qiymati bilan farqlanishi tufayli, parametrlar orasidagi bog‘lanish adiabat jarayon kabi bo‘ladi:
(31)

Politrop jarayonning issiqlik sig‘imini (31) formuladan aniqlaymiz:

(32) tenglama n ning har qanday qiymati uchun jarayon isiqlik sig‘imini aniqlash imkonini beradi. (32) tenglamaga yuqorida ko‘rib chiqilgan jarayonlar uchun n ning qiymatini qo‘ysak, u holda shu jarayonlarning issiqlik sig‘imlarini aniqlash mumkin:
izoxorik jarayonda n=+, c=c_v ;
izobarik jarayonda n=0, c=kc_v=c_p ;
izotermik jarayonda n=1, c=+ ;
adiabatik jarayonda n=k, c=0 ;
Politrop jarayonda kengayish ishi tenglamasi adiabatik jarayondagiga o‘xshash bo‘ladi:
(33)
(34)
va (35)
Politrop jarayonda ichki energiyaning o‘zgarishi va issiqlik quyidagi formulalardan aniqlanadi.
u=c_v(t₂-t₁)

Entropiyaning o‘zgarishi ds esa quyidagicha aniqlanadi:

Politrop jarayonda entalpiyaning o‘zgarishi
Ts – diagrammada (6-rasm) politrop jarayon n ning qiymatiga bog‘liq ravishda turli xil egri chiziqlar bilan tasvirlanadi.
Politrop jarayonda ichki energiya qanday o‘zgarishini ko‘rib chiqaylik.
Izotermik jarayonda (n=1) ichki energiya o‘zgarmaydi, ya’ni u₂=u₁ Izobarik kengayishda (n=0) ichki energiya ortadi. Izoxorik jarayonda (n=) issiqlik keltirilganda ichki energiya ortadi. Demak, izotermadan yuqorida joylashgan barcha kengayish jarayonlari, n<1 va n>1 bo‘lgan siqish jarayonlari ichki energiyaning ortishi bilan kechadi. Izotermadan pastda joylashgan politrop jarayonlar, n>1 da va n<1 bo‘lgan siqish jarayonlari ichki energiyaning kamayishi bilan kechadi.
Politrop jarayonlarda issiqlik ishorasi qanday o‘zgarishini ko‘rib chiqaylik.
n ko‘rsatkichiga q, u va c ishoralarining bog‘liqligi.
3-jadval.
Adiabatik jarayonda issiqlik keltirilmaydi va olib ketilmaydi. Izotermik (n=1), izobarik (n=0) kengayish jarayonlarida va izoxorik jarayonda (n=) issiqlik keltiriladi. Demak, adiabatadan yuqorida joylashgan kengayish jarayonlarida (k>n>) va >n>k bo‘lgan siqish jarayonlarida ishchi jismga issiqlik keltiriladi.

>n>k bo‘lgan kengayish jarayonlarida va Adiabata va izoterma orasida joylashgan jarayonlarda issiqlik sig‘imi manfiy bo‘ladi, chunki shu jarayonlarda dq va du lar ishorasi har xil. Chunki du=c_v dT dan, du ning ishorasi dT ga bog‘liq (du>0; dT>0 va du<0, dT<0).
U holda issiqlik sig‘imi ifodasidan (s=dq/T) ko‘rinib turibdiki, haqiqatan ham uning ishorasi manfiy. Buning mohiyati shundan iboratki, bunday jarayonlarda ishchi jismga issiqlik keltirilganda uning temperaturasi pasayadi va issiqlik olib ketilganda esa temperatura ortadi. Yuqoridagi tekshirish natijalarini jadval holiga keltirish mumkin

8 Izobarik, izoxorik va izotermik jarayonlarning tavsifiga o'tishdan oldin, ideal gaz nima ekanligini ko'rib chiqaylik. Ushbu ta'rif ostida fizikada biz juda ko'p sonli o'lchovsiz va o'zaro ta'sir qilmaydigan zarrachalardan iborat bo'lib, ular barcha yo'nalishlarda yuqori tezlikda harakatlanadi. Aslida, biz atomlar va molekulalar orasidagi masofalar ularning kattaligidan ancha kattaroq bo'lgan va zarrachalarning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi kinetik energiya bilan taqqoslaganda kichikligi sababli e'tibordan chetda qoladigan materiyaning birlashuvining gaz holati haqida gapiramiz. Ideal gazning holati uning termodinamik parametrlarining umumiyligidir. Ulardan asosiylari harorat, hajm va bosimdir. Keling, ularni navbati bilan T, V va P harflari bilan belgilaylik. XIX asrning 30-yillarida Klapeyron (frantsuz olimi) birinchi marta ko'rsatilgan tenglik doirasida ko'rsatilgan

• 
  

Fizikadagi ta'riflarni bilish har xil fizikaviy muammolarni muvaffaqiyatli hal qilishning kalitidir. Maqolada biz ideal gaz tizimi uchun izobarik, izoxorik, izotermik va adiyabatik jarayonlar nimani anglatishini ko'rib chiqamiz.