Kimyoviy termodinamika va termokimyo asoslari

6. Тermodinamikaning ikkinchi qonuni
Тermodinamikaning birinchi qonuni u yoki bu jarayonda energiya balansini yuzaga keltirish imkonini beradi. Biroq jarayonlar qanday yo’nalishda va qanday chegarada davom etishini aniqlab bermaydi. Bu masalalarga termodinamikaning ikkinchi qonuni to’la javob bera oladi.
Тabiatda sodir bo’ladigan hodisalarni kuzatishdan shu narsa ma’lum bo’ldiki, ko’pchilik hodisalarda intilish (masalan, ikkita vodorod atomi birikib bitta vodorod molekulasini hosil qilishi) va tartibsizlikka intilish hollari yuz beradi (masalan, suvning bug’lanishi, diffuziya va erish hodisalari); ko’p hodisalar o’z-o’zicha, ma’lum yo’nalishda sodir bo’ladi. Masalan, suv balandlikdan pastga qarab oqadi, issiqlik doimo issiqroq jismdan sovuqroq jismga o’tadi, elektr toki yuqori potensialli nuqtadan past potensialli nuqtaga qarab oqadi. Bu hodisalar qaytmas tarzda sodir bo’ladi. Ular teskari tomonga bormaydi. O’z-o’zicha boradigan jarayonlarning o’ziga xos xususiyatlaridan biri ularning qaytmasligidir. Bundan shunday xulosa chiqarish mumkinki, berk sistemada erkin energiya – o’z-o’zicha minumimga intiladi, chunki minimal energiyaga ega bo’lgan holat moddaning eng barqaror holatidir.
Тermodinamikaning ikkinchi qonuni G.Lyuis tomonidan quyidagicha ta’riflanadi: o’z holatiga tashlab qo’yilgan har qanday sistema o’z holatini maksimal ehtimollikka ega bo’lgan yo’nalish tomon o’zgartiradi. Sistema eng yuqori ehtimollikka ega bo’lgan holatda eng kam tartibni kasb etadi.
Sistemaning tartibsizlik darajasini xarakterlovchi kattalik uning entropiyasi bo’lib, ayni holat yoki u yoxut bu modda mavjudligining termodinamik ehtimolligi logarifmiga proporsional ravishda o’zgaradi. L.Bolsman tenglamasiga muvofiq:
(32.1)
bunda S-entropiya, k-Bolsman doimiysi, W-termodinamik ehtimollik, ya’ni ayni makroholatning amalga oshishini ta’minlovchi imkoniyatlar yoki mikroholatlar soni.
O’z-o’zicha sodir bo’ladigan qaytmas jarayonlarda har doim sistemaning entropiyasi kattalashadi, ya’ni bo’ladi. Bunda -sistema entropiyasining o’zgarishi.
Qaytar jarayonlarda berk sistemaning entropiyasi o’zgarmaydi: S=0. Ideal toza kristall moddaning entropiyasi absolyut nolga teng. Тemperatura ortishi bilan sistemaning entropiyasi kattalashadi. «Entropiya» tushunchasi fanga Klauzius tomonidan kiritilgan bo’lib, grekcha «o’zgarish» degan ma’noni anglatadi. Entropiyaning o’lchov birligi 1e.b.=1J/molK dir. Entropiya jismda qancha foydasiz energiya borligini ko’rsatuvchi kattalik bo’lib, jismning holatiga bog’liq funksiya.
Тermodinamikaning ikkinchi qonuni Klauzius tomonidan quyidagicha ta’riflangan: issiqlik o’z-o’zicha issiq jismdan sovuq jismga o’tmaydi.