Metallurgiya
Download 2.55 Mb. Pdf ko'rish
|
Metallurgiyaasoslarioquvqollanma (1)
|
1
2 3 9 I BOB. TERMODINAMIKA QONUNLARI 1.1. TERMODINAMIKANING BIRINCHI QONUNI. ENTALPIYA. TERMOKIMYO. Metallurgik jarayonlarni puxta o‘rganishda shu jarayonlarda kechadigan fizikaviy va kimyoviy o‘zgarishlarni hamda ular orasidagi bog‘liqlikni bilish muhim ahamiyatga ega. Chunki bu hodisa va jarayonlarning tub mohiyatini anglab yetish natijasida zamonaviy metallurgik ishlab chiqarishda turli xil samarali texnologik jarayonlarni, masalan, avtogen jarayonlar, yuqori tozalikka ega bo‘lgan metallar va qotishmalar ajratib olish, “kovsh – pech” texnologiyasi, vakuumlash va shu kabi samarali texnologiyalarni ishlab chiqarishga joriy etishning oqilona yo‘llarini topish mumkin. Mana shunday nazariy bilimlardan biri – bu metallurgik jarayonlarning termodinamikasidir. Bu bo‘lim fizikaviy kimyoda juda muhim va sanoat ahamiyatiga ega bo‘lgan bo‘lim bo‘lib, uni o‘rganish bo‘limdagi dastlabki va elementar tushunchalarini tushunish bilan amalga oshiriladi. Termodinamikaning boshlang‘ich tushunchalaridan biri – bu sistemadir. Sistema – tashqi muhitdan chegara bilan ajratib olingan fazoning bir qismi bo‘lib, u o‘zining (tarkibiy qismi) konsentrasiyasi – C, energiyasi – E, harorati – T, bosimi – P, hajmi – V (parametrlari bilan tavsiflanadi). Sistema bir yoki bir necha tarkibiy qism (komponent)dan iborat bo‘ladi. Sistemalar tarkibiy qismlarining agregat holatiga ko‘ra gomogen va geterogen sistemalarga bo‘linadi. Agar sistema bir xil agregat holatdagi moddalar (faqat gazsimon moddalar, faqat qattiq yoki faqat suyuq) moddalardan iborat bo‘lsa gomogen (bir jinsli) sistema deyiladi. Masalan, havo, turli gazlarning aralashmalari, eritmalar, neft. Bularning barchasi gomogen sistemalardir. Ularni tashkil qilib turgan har bir modda esa komponentlardir. Misol uchun, havo – gomogen sistema, uni tashkil qilib turgan kislorod, azot va boshqa gazlar – komponentlarga kiradi. Agar turli agregat holatdagi moddalar (gaz-suyuq, qattiq-suyuq, qattiq-gaz) dan iborat bo‘lsa, geterogen sistema deyiladi. Masalan, loyqa suv (tuproq 10 zarrachalari – qattiq, suv – suyuq komponent), oltingugurt bilan temir kukuni aralashmasi, havodagi chang zarrachalari, kolbadagi eritma bilan cho‘kma va hokazolar. Sistema energiyasining bir turdan boshqa turga aylanishi sababi va qonuniyatlarini o‘rganuvchi fan bo‘limiga termodinamika deyiladi. Termodinamik tushunchalar, kattaliklar va uning qonunlaridan ishlab chiqarish jarayonlarining energetik balanslarini hisoblashda, ularni boshqarishda va modellashtirishda foydalaniladi. Termodinamikaning I, II bosh qonunlari (klassik termodinamika) mantiqiy nazariya asosida emas, balki insoniyatning ko‘p asrlar davomidagi kuzatishlari va tajribalari asosida yaratilgan. Birinchi qonun 1842-yilda R. Meyer, ikkinchi qonun (birinchisidan avval) 1824-yilda S. Karno va uchinchi qonun 1912 yilda Nernst tomonidan kashf etilgan va ta’riflangan. Izolirlangan sistema deganda boshqa sistemalar bilan energiya va modda almashinmaydigan, demak, turg‘un energiya va hajmga ega bo‘lgan sistema tushuniladi. Sistemaning holati – bu ma’lum sistemani xarakterlaydigan fizik va kimyoviy xossalar to‘plamidir. Xossalar ikki xil: ekstensiv va intensiv bo‘lishi mumkin. Ekstensiv xossalarga sistemaning massasiga bog‘liq bo‘lgan xossalar – og‘irlik, massa, sistemaning hajmi kabilardir. Intensiv xossalarga esa qiymati sistemaning massasiga bog‘liq bo‘lmagan xossalar – temperatura, bosim, hajm, solishtirma hajm kiradi. Sistemaning termodinamik holati – termodinamik parametrlarning qiymati bilan ifodalanadi. Termodinamik parametrlar deganda temperatura, hajm, bosim va konsentratsiya kabi tushunchalar tushuniladi. Sistemaning boshqa qismlaridan chegara sirtlar bilan ajralgan, ulardan o‘z temodinamik xossalari va kimyoviy tarkibi bilan farq qiladigan qismi faza deyiladi. Fazaning hamma tomoni bir xil tarkib va bir xil fizika-kimyoviy xossalarga ega bo‘ladi. Suyuq va qattiq fazalar kondensatlangan fazalar deyiladi. Muvozanatda turgan sistema holati fazalar soni, kimyoviy tarkibi va termodinamik 11 xossalari bilan tavsiflanadi. Agar bu uch xususiyat ma’lum bo‘lsa, sistemaning holati aniqlangan hisoblanadi. Sistemaning tarkibi – komponentlar soni, termodinamik xossalari esa erkinlik darajalari soni bilan tavsiflanadi. Sistemadan ajratib olinganda mustaqil mavjud bo‘la oladigan moddalar – komponenetlar yoki tarkibiy qismlar deyiladi. Masalan, NaCl ning suvdagi eritmasida H 2 O va NaCl dan tashqari, bu moddalardan hosil bo‘lgan ionlar Na + , Cl - , H + , OH - ham mavjud. Bu ionlar sistemadan tashqarida mavjud bo‘la olmaydi. Shunga ko‘ra, ular komponent bo‘la olmaydi, H 2 O va NaCl ni esa komponent deb hisoblash mumkin. Demak, NaCl ning suvdagi eritmasida ikkita komponent bor. Sistemadagi har qaysi fazaning kimyoviy tarkibini aniqlash uchun zarur bo‘lgan modda turlarining eng kichik soni sistemaning komponentlar soni deyiladi. Termodinamik parametrning o‘zgarishi bilan boradigan jarayonga termodinamik jarayon deyiladi. Download 2.55 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|