Mavzu: kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Termokimyo

4-rasm. Issiqlikning ishchi jism orqali ishga aylanishi
Lekin abadiy ishlaydigan mashinalarning ikkinchi turi termo­dinamikaning ikkinchi qonuniga to‘g‘ri kelmaydi. Shuning uchun abadiy ishlaydigan mashinaning ikkinchi turini qurib bo‘lmaydi. Juda ko‘p yillar davomida muhandislar tomonidan abadiy ishlay­digan mashinalarning birinchi va ikkinchi turining loyihalari tavsiya etilgan va qurishga kirishishgan, lekin bu mashinalarning g‘oyalari termodinamika birinchi va ikkinchi qonuniga zid kelganligi uchun abadiy mashinalar ishlanmagan.

1.2.2. Karno sikli
Karno siklini tushuntirishda ishchi jism sifatida nafaqat ide­al gaz, balki boshqa elastik moddadan ham foydalanish mumkin. Karno sikli quyidagicha asoslangan: Karno siklida ishlayotgan is­siqlik majmuasi FIК mashinada ishlatilgan ishchi jismga bog‘liq bo‘lmaydi.
Umumiy harorati issiqlik beruvchi va harorati T₇ bo‘lgan is­siqlik qabul qiluvchi harakatlarga ega bo‘lgan va Karno siklida ishlayotgan ikkita bir-biriga biriktirilgan mashinalarni ko‘rib chiqamiz (5-rasm).

5-rasm. Karno siklining sxematik ko‘rinishi
Birinchi mashinada ishchi jism sifatida ideal gaz, ikkinchi mashinada esa har qanday elastik modda. Birinchi mashina issiqlik beruvchi mashinadan issiqlik miqdori qabul qilib, A ish bajaradi va issiqlik qabul qiluvchiga issiqlik miqdori beradi. Qaralayotgan jarayonni quyidagi shartga bo‘ysunadi deb, ya’ni mashinalar issiqlik beruvchidan bir xil issiqlik miqdori qabul qiladi:

Agar mashinalar bir xil ish bajarsa (A = A’) u holda termodina­mika I qonuniga asosan mashinalarning foydali ish koef­fitsiyenti (F 1 K) ham bir xil . Agar birinchi mashina F I К ikkinchisidan katta bo‘Isa, (1) shartni qanoatlantirgan holda

u holda,
A = A’
va

Ikkinchi mashina issiqlik qabul qiluvchiga ishlatilmagan issiqlik miqdori beradi. Yuqoridagi shartni bajargan holda ikkinchi mashinani sovitkich mashina sifatida birinchi mashina hisobidan ishlashga majbur qilamiz.

Shunday qilib, issiqlik berish holatida hech narsa o‘zgarmaydi (3-rasm). Birinchi mashina A musbat ish bajaradi, ikkinchi mashina esa A dan kichik bo’lib, A' manfiv ish bajaradi.
Ikki mashina ish bajarishi natijasida qo‘shimcha A-A' musbat ish bajaradi. Uchinchi mashina isitkichdan issiqlik miqdori oladi. Olingan Q₂' issiqlik miqdori isitkich birinchi mashinadan olayotgan Q₂ issiqlik miqdoridan katta bo‘ladi. Q₂'-Q₂ issiqlik miqdorlari farqi A-A' ish bajarishga sarflanadi. Termodinamikaning II qonuni bo‘yicha bu jarayon sodir bo‘lishi mumkin emas, chunki FIK η' qiymati η dan katta bo‘lmaydi.

Entropiya jismda qancha foydasiz energiya boligini ko‘rsatuvchi kattalik bo‘lib. jismning holatiga bog‘liq funksiya. Jismning holati o‘zgarsa, entropiya ham o‘zgaradi. Qaytar jarayonlarda.

Entropiya ham, xuddi sistemaning ichki energiyasi singari sistemaning holat funksivasi (to‘liq funksiya) bo‘lib, uning o‘zgarishi faqat sistemaning dastlabki va oxirgi holatiga bog‘liq bo‘lib jarayonning yo‘liga bog‘liq emas. Shunga ko‘ra sistema 1 holatdan II holatga kelsa, entropiyaning o‘zgarishi bilan ifodalaniladi.
Entropiya moddaning miqdoriga bog‘liq, demak. ekstrensiv miqdordir. Entropiya additiv (yig‘indi) miqdordir, ya’ni sistema entropiyasi uni tashkil etgan tarkibiy qismlar entropiyasi yig‘indisiga teng. Uning o‘zgarishi esa ayrim bo‘laklar entropiyasi o‘zgarishi yig‘indisiga teng, murakkab jarayonlar entropiyasining o‘zgarishi jarayonni tashkil etuvchi ayrim jarayonlar entropiyalarining o‘zgarishlari yig‘indisiga teng.