Mundarija кirish: I bob. Asosiy qism

O’z – o’zicha boruvchi va o’z – o’zicha bormaydigan jarayonlar. Tabiatda mavjud bo’lgan jarayonlar ma‘lum tomonga yo’nalgan bo’ladi, ularni orqaga qaytarish uchun energiya sarflash kerak bo’ladi. Masalan, doimo issiqlik issiq jismdan sovuq jismga o’z – o’zicha o’tadi, turli bosimdagi gazlar o’z bosimini tenglashtirishga intiladi, ishqalanish jarayonlarida ish issiqlikka aylanadi, elektr yuqori potensialdan past potensial tomon o’tadi, idihslarga solingan suyuqlikning sirti tenglashadi, turli bosimdagi gazlar yuqori bosimdan past bosim tomon, ya‘ni bosimlar tenglashish tomoniga boradi va hokazo. Bu xildagi jarayonlar ma‘lum tezlik bilan muvozanat tomon harakat qiladi. Ular «o’z – o’zicha» boradigan yoki musbat jarayonlar deyiladi. Bu xil jarayonlarda sistema ish bajaradi, ya‘ni energiya ajraladi.
Lekin yuqorida keltirilgan jarayonlar teskari yo’nalishda ham borishi mumkin. Bunday jarayonlar ko’p. Masalan, issiqlikni sovuq jismdan issiq jismga o’tkazib (masalan, muzlatgichlarda) issiqlikni ishga aylantirish mumkin. Bu xildagi jarayonlar energitika sanoatida keng qo’llaniladi. Lekin bu xildagi jarayonlar «o’z – o’zicha» bormaydi, ularning borishi uchun sistemaga tashqaridan qo’shimcha energiya berish, ya‘ni sarflash kerak bo’ladi. Ular o’z – o’zicha bormaydigan yoki manfiy jarayonlar deyiladi.
O’z – o’zicha bormaydigan jarayonlarning sodir bo’lishi uchun ular o’z – o’zicha boradigan jarayonlar bilan birgalikda olib borilishi kerak. Masalan, o’z – o’zicha bormaydigan issiqlikning ishga aylanish jarayoni o’z – o’zicha sodir bo’ladigan issiqlikning issiq jismdan sovuq jismga o’tish jarayoni bilan birgalikda olib boriladi. Shunday qilib, o’z – o’zicha bormaydigan jarayonlarning borishi uchun kompensatsiya zarur, ya‘ni ular o’z – o’zicha boradigan jarayonlar bilan birlashtirilishi, tashqaridan energiya sarf qilinishi kerak.
Fizikaviy kimyo faniga ideal gaz, ideal eritma tushunchalari kiritilgan. Termodinamikada ham ideal jarayon tushunchasi ishlatiladi. Bu termodinamikaviy qaytar jarayon (TQJ) deb ataladi.
Ideal holat tushunchasini qo’llash va ularning qonunyatlarini o’rganish amaliy va nazariy ahamiyatga egadir. Nazariy ahamiyati shundan iboratki, ideal holat real holat qonunlarini aniqlashga yordam beradi. Masalan, ideal gazlarning holat tenglamasi – Klapeyron – Mendeleev tenglamasi – PV = nRT asosida real Vaals tenglamasi keltirib chiqarilgan. Amaliy ahamiyati ba‘zan, ma‘lum sharoitda real holat ideal holatga yaqinlashadi (masalan, siyraklashgan gazlar), aniq hisoblash talab qilinmaganda esa real holatga ideal holatning oddiy qonunlarini qo’llash mumkin. Shunday qilib, «ideal» tushunchasining kiritilishi bir qancha afzalliklarga ega.
TQJ ideal bo’lib, haqiqatda u tabiatda uchramaydigan jarayon, lekin unga ma‘lum aniqlik bilan yondoshish mumkin. Agar jarayonni faqat to’g’ri tomonga emas, balki teskari tomonga ham olib borish mumkin bo’lsa va bu vaqtda faqat sistemagina emas, balki atrofdagi muhit ham o’zining oldingi holatiga qaytsa, bunday jarayonga termodinamikaviy qaytar jarayon deb ataladi, ya‘ni bu jarayondan so’ng undan dunyoda hech qanday nom – nishon kolmasligi shart.
Muvozanat holatdan, cheksiz kichik farq qilgan holatga – kvazistatik holat deyiladi. Kvazistatik holatda cheksiz kichik o’zgarish shu jarayonni to’g’ri va teskari tomonga borishiga olib kelishi mumkin. Jarayon termodinamikaviy qaytar bo’ladi.
SHunday qilib, jarayon termodinamikaviy qaytar bo’lishi uchun: a) jarayon bir yo’ldan borib, shu yo’ldan qaytishi; b) jarayonning hamma bosqichi qaytar bo’lishi; v) jarayonning hamma bosqichi muvozanat holatidan cheksiz kichik farq qilishi; g) qarama – qarshi kuchlarning farqi cheksiz kichik bo’lishi kerak.
O’lchab bo’ladigan tezlikda boradigan jarayon termodinamikaviy qaytmas bo’ladi.
Kimyoviy jarayonlarni termodinamikaviy qaytar ravishda olib borish usullari bilan quyidagi misolda tanishish mumkin.
H₂ + J₂  2HJ
Reaksiya muvozanatda turgan bo’lsin. Reaksiyani chapdan o’ngga olib borish uchun sistemaga H₂, J₂ (yoki bittasini) ni qo’shish yoki sistemadan HJ ni chetlatish kerak. O’ngdan chapga siljitish uchun esa bu tadbirning teskarisini qilish kerak. Jarayon termodinamik qaytar bo’lishi uchun qo’shiladigan yoki olinadigan moddalarning miqdori har xil muvozanat kontsentratsiyasidan (muvozanat holat qaror topgan paytdagi kontsentratsiyadan) cheksiz kam farq qilishi kerak.