O`zbеkiston rеspublikasi oliy va o`rta maxsus ta'lim vazirligi


Download 1.94 Mb.
Pdf ko'rish
bet8/21
Sana23.10.2020
Hajmi1.94 Mb.
#135867
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   21
Bog'liq
fizika oqitishning nazariy asoslari


Avagadro doimiysi. Avagadro doimiysini aniqlashning   ko‘plab usullari mavjud: Broun harakati bo‘yicha, 
zarralarning  tortishish  kuchi  maydonidagi  taqsimoti  bo‘yicha  va  boshqalar.  Ammo  bu  usullar  asoslangan 
qonuniyatlar  o‘quvchilarga  hali  ma’lum  emas.  Shuning  uchun  o‘qitishning  bu  bosqichida  quyidagi  usullardan 
foydalanish  mumkin.  Suyuqlikning  monomolekulyar  qatlami  bilan  o‘tkaziladigan  tajribadan  molekulalar  chiziqli 
o‘lchamlarining yuqori chegaralari  aniqlanadi: 
S
V
d

 . 
  
Bu yerda V-tomchining  hajmi, S-qatlamning  yuzi. U holda  molekulaning hajmi: 
3
3
1
S
V
d
V

 
moddaning  hajmi  va  moli  massasi esa  mos ravishda: 
3
3
S
V
N
V
A
m

 
va 
3
3
S
V
N
V
V
A
m
m




        bo‘ladi, bu  yerda  ρ-
suyuqlik zichligi, N
A
-Avagadro doimiysi aniqlanadi:
3
3
V
MS
N
A


 
  
Molekulalar  tezligi.  Broun  harakatidan  ma’lum  bo‘lishi-cha,  jismlar  tartibsiz  harakat  qiluvchi 
molekulalardan  tashkil  topgan.  Ammo  bu  molekulalar  qanday  tezlik    bilan  harakat  qiladi?  Gazlar  kinetik 
nazariyasining asosiy tenglamasidan kelib chiqishicha, molekulalarning  o‘rtacha kvadratik tezligi: 
0
2
3
m
k





 
  
Bu formuladan foydalanib misol tariqasida xona tempe-raturasidagi kislorod molekulalarining (Т=300 
0
К,  
m
0
=5,3x10
-26 
kg) o‘rtacha tezligini hisoblab topamiz: 
.
/
480
300
/
10
38
.
1
3
23
s
m
K
K
J







 
  
Gaz molekulalari  tezligini o‘lchash uchun ko‘plab turlicha  tajribalar qo‘yilgan. Ilk tajribalardan biri Otto 
Shtern tomonidan 1920 yilda taklif etildiki, bu tajriba o‘zininng to‘g‘ridan-to‘g‘ri vazifasidan tashqari fizikada yangi 
tajriba metodi-molekulyar dastalar  metodiga asos  soldi. Shunday qilib, bu  tajribadan olingan  natijalar  molekulyar-
kinetik nazariya asosida qilingan hisoblashlar bilan butkul tasdiqlanadi. 
Moddalarning tuzilishi va xossalari ustida olib borilgan tekshirishlar energiyaning bir turdan ikkinchi turga 
aylanishining  muhim  qonuniyatlarini  yaratdi.  Bu  holatlarni  o‘quvchilarga  sodda  va  aniq  tushuntirish  uchun  esa, 
albatta  modellashtirish  metodidan  foydalanish  lozim.  Demak,  bu  qonuniyatlarni  mohiyati  quyi-dagilardan  iborat: 
Energiyasi  bo‘yicha  ko‘tarilib  boruvchi  qator  elementar  jarayonlar  bu  jarayonlarda  qatnashuvchi  zarrachalar 
o‘lchamlarini  pasayib  boruvchi  o‘lchami  (masshtabi)  bilan  xarakterlanadi.  Bu  muhim  qonuniyatni  o‘quvchilarga 
quyidagicha  tushuntirish  mumkin.  Ular  fizikani  o‘rganishning  birinchi  bos-qichidayoq  moddalar  molekulalardan, 
molekulalar  atomlardan,  atomlar  yadro  va  elektronlardan,  yadro  esa  proton  va  neytronlardan  tuzilishini  bilib 

olganlar.  Modda  ichki  tuzilishining  bu  bosqichini,  yirik  zarrachalardan  mayda  zarrachalarga  qarab  o‘zgaruvchi 
bosqichini ham belgili modelning imkoniyatlaridan foydalanib, tasvirlash mumkin. 
 
Bu tasvirlashdan so‘ng esa o‘quvchilardagi fikrlash yanada mukammal va tugallangan bo‘ladi. Moddaning 
ichki tuzilishi o‘zgaruvchanligini quyidagicha model tarzida ifodalab o‘quvchi-larga ko‘rsatamiz.  
 
Yuqorida ko‘rsatilgan qonuniyat birlik massada turli xil zarrachalarning birikishida reaktsiyaga qatnashuvchi 
mayda zarrachalar qancha ko‘p bo‘lsa, ajraladigan energiyalar ham shuncha katta bo‘lishini ko‘rsatadi. Bu holatni 
bir  qator  sonli  misollar  tasdiqlaydi:  muz  hosil  bo‘lishida  80  kkal/kg  energiya  ajraladi.  Bu  esa  xuddi  1kg  muz 
parchasi (suv molekulasidan) hosil bo‘lganidek, yirik zarrachalar qo‘shilib katta zarrachalar hosil bo‘lganda 80 kkal 
energiya  ajralishini  bildiradi.  Molekula  juda  mayda  zarrachalar-atomlardan  tashkil  topgan.  Molekulardagi 
atomlarning bog‘lanishi kristalldagi molekulavrning bog‘lanishiga qaraganda  ming marta kuchli bo‘ladi. Yuqarida 
bayon  qilingan  xulosa  va  tushunchalardan  kelib  chiqib,  muz  parchasi  va  muzni  tashqil  etgan  zarrachalarni 
(molekula, atom, elektron, yadro, protonlar, neytronlar) o‘quvchilarga tushunarli bo‘lishi uchun uni belgili modellar 
ko‘rinishida  tasvirlab  ko‘rsatish  foydali  bo‘ladi.  Demak,  muz  parchasini  belgili  model  tarzida  quyidagicha 
ifodalaymiz. 
 
  
  
 
Atomlarda 
molekula  hosil  bo‘lishida  ajralib 
chiqadigan 
energiya  miqdori,  molekulalardan 
kristall 
hosil 
bo‘lishida 
ajralib 
chiqadigan 
energiya miqdoriga 
qaraganda  ming  marta  ko‘p  bo‘ladi. 
Masalan, 
atomlar 
vodoroddan 1kg vodorod molekulasi 
hosil 
bo‘lishida         
52 000 kkal energiya ajralib chiqadi. 
Atomlar 
yanada 
mayda 
zarrachalar-yadro 
va 
elektornlardan 
iborat. 
Elektron 
bilan 
yadro 
o‘rtasidagi 
bog‘lanish  molekulaning  atomlari 
orasidagi  bog‘lash-
nishga  qaraganda  10  martacha 
kuchli 
bo‘ladi. 
Masalan, 1kg vodoroddagi yadrodan 
elektronlarni 
ajratib  olish  uchun    312  000  kkal 
energiya kerak.     
  
Atom 
yadrosi  juda  mayda  zarrachalar 
proton  va  neyt-
ronlardan 
tuzilgan. 
Atom 
yadrosidagi  proton 
va  neytronlar  o‘rtasidagi  bog‘lanish 
atom  yadrosi  bilan  elektronlar  orasidagi  bog‘lanishga  qaraganda  yuz  ming  marta  kuchli  bo‘ladi.  Shuning  uchun 
atom yadrosida hosil bo‘ladigan reaktsiyalarda juda ko‘p energiya ajraladi. Masalan, neytron va protonlardan 1kg 
deyteriy hosil bo‘lishida 25

10
9
 kkal energiya ajraladi. Bu juda katta energiyadir.  
  
O‘quvchilar ko‘z o‘ngida yuqoridagi solishtirishlarni yaqqolroq gavdalantirish uchun belgili modelni jadval 
tarzidagi  elementidan  unumli  foydalanish  mumkin.  Buning  uchun  molekula

kristall,  atom

molekula, 
molekula

atom,  elnektron

yadro  shaklidagi  o‘zaro  bog‘lanishni  quyidagi  jadval  tarzida  ifodalab  o‘quvchilar 
hukmiga  havola  qilamiz.  Natijada  esa  o‘quvchilar  bilimini  sistemalashtirgan  bo‘lamiz.  Ko‘rinib  turubdiki, 
jadvaldagi  birinchi  qatorda  o‘zgauvchi,  ya’ni  o‘sib  boruvchi  reaksiyalar  keltirgandi.  Ikkinchi  qatorda  esa  o‘sib 
boruvchi energiya miqdorini bir-birdan farqi yaqqol ko‘rinib turibdi. Uchinchi qatorda ikkinchi qatordagi energiya 
miqdorlariga teng bo‘lgan 1kg vodorod uchun energiya miqdori misol sifatida keltirilgan. 
jadval    
 

Reaktsiya 
Energiya miqdori 
(marta hisobida) 
Energiya  
1 kg vodorod 
misolida 
Молекула 

 кристалл 

 
Atom  

  molekula 
1 х 1000 
52 000   kkal 
Elektron  

 yadro 
1000 х 10 
312 000  kkal 
Proton 

 neytron 
(1000х10)х100000 
25*10

    kkal 
  
 
2.6-§.TERMODINAMIKA  ASOSLARI 
  
Mavzuning  nazariy  asoslarini  tabiatningeng  muhim    qonunlaridan  biri  bo‘lmish-termodinamikaning 
birinchi qonuni hamda materiya harakatining  issiqlik formasini  sifat jihatdan o‘ziga xosligini  aks ettiruvchi issiqlik 
jarayonlarining  qaytmasligi haqidagi tushuncha tashkil etadi. Bu nazariy qonunlar o‘rganilishi mazkur mavzuning 
bosh ma’rifiy masalasi bo‘lmish issiqlik dvigatellari  ishlash printsipining  asosini tashkil qiladi. 
 
Termodinamikaning  birinchi  qonuni,  uning    yaxlitligini    va  uning  tarkibiy  qismi  bo‘lgan  materiya  va 
energiyaning  yo‘qolmasligi  va  paydo  bo‘lmasligi  haqidagi  da’voning  tushuntirib  berilishi  o‘quvchilar 
dunyoqarashini shakllantirishda muhim ahamiyatga ega.      
  
Ichki  energiya.  Har  qanday  energiya  jism  yoki  jismlar  sistemasi  holatining  funktsiyasidir.  Mexanik 
energiya  (kinetik  va  potentsial)  bu  sistematezligining    va  uning    koordinatalari,  ya’ni  holatining  tashqi 
parametrlarining funktsiyasidir. Qaralayotgan sistemaga barcha turdagi energiyalar majmuasi (uning yaxlit holdagi 
kinetik  va  potentsial  energiyalaridan  tashqari)  ichki  energiya  deb  ataladi.  Ichki  energiya  sistema  temperaturasi, 
bosimi  va  boshqa  parametrlarining,  ya’ni  uning    ichki  holatini    aniqlovchi  kattaliklarning  funktsiyasidir.  Har  bir 
holatda    jism  ma’lum  bir  qiymatli  ichki  energiyaga  ega  bo‘ladi,  ya’ni  ichki  energiya  holatining  bir  qiymatli 
funktsiyasidir. Bu xulosa bevosita energiyaning saqlanish qonunidan kelib chiqadi. Haqiqatan, agar biror holatdagi 
jism, masalan U ichki energiyaga ega bo‘lishi mumkin bo‘lsa va xuddi o‘sha holatda U ichki energiyaga ega bo‘lgan 
bo‘lsa  va  xuddi  o‘sha  jismdan    U
1
  ichki  energiyaga  ham  ega  bo‘lishi  mumkin  bo‘lsa,  u  holda 
jismdan
1
U
U
U



energiyani  chegirish  mumkin  bo‘lar  va  bunda  uning  holati  o‘zgarmagan  bo‘lardi.  Bunday 
jism  hech  qanday  o‘zgarishlarga  uchramagan  holda  energiyaning  saqlanish  qonuniga  ziddir.  Bu  esa  energiya 
holatining bir qiymatli funktsiyasi demakdir. Holatning bir qiymatli funktsiyasi bo‘lmagan energiya turining bo‘lishi 
mumkin  emas.  Energiya  o‘zgarishi  jismning  bir  holatdan  boshqa  holatga  o‘tish  jarayoniga  bog‘liq  bo‘lmay, 
jismning  boshlang‘ich  va  oxirgi  holatlari  bilan    aniqlanishi  fakti  energiyaning  har  qanday  turining    o‘ziga  xos 
bo‘lgan doimiy alomatidir. 
  
“Ichki  energiya”  tushunchasi    quyidagilarni  o‘z  ichiga  oladi:  molekulalar  ilgarilanma  va  aylanma 
harakatinng  kinetik energiyasini; ularning o‘zaro ta’sirining potentsial energiyasini, atomlarning tebranma harakati 
energiyasini;  atom  elektron  qobig‘ining    energiyasini,  ichki  yadro  energiyasini,  jism  egallagan  fazoni  ma’lum  bir 
zichlik  bilan  to‘ldiruvchi  elektromagnit  nurlanish  energiyasini.  Ichki  enegiyani  energiyaning  boshqa  turlari  kabi 
hamisha shartli ravishda ishonchli deb qabul qilingan qandaydir bir qiymatiga nisbatan baholaydilar. Shuning uchun 
ichki  energiyaning  to‘liq  zapasi  haqida    emas,  balki  jism  bir  holatdan  boshqa  holatga  o‘tganda  uning  o‘zgarishi 
haqida  so‘z  yuritish  ma’noga  ega.    O‘rtacha  oraliqdagi  temperaturalarda  kechadigan  issiqlik  hodisala-rida  ichki 
energiyaning  o‘zgarishi  faqat  molekulalarning  kinetik  va  potentsial  energiyalarining  boshqa  tashkil  etuvchilari 
o‘zgarmaydi. 
  
Issiqlik  miqdori.  Ichki  energiyadan  farqli  o‘laroq  issiqlik  miqdori  xuddi  ish  kabi  sistema  holatining 
funktsiyasi emas. U holatning o‘zgarish jarayonini xarakterlaydi va sistemaning bir holatdan boshqa holatga o‘tish 
jarayonining  berilishi  bilan  aniqlanadi.  Energiyaning  o‘zgarishi  butunlay  boshlang‘ich  va  oxirgi  holat  bilan 
aniqlanganligi  tufayli  termodinamikaning  birinchi  qonuniga  binoan  jism  ichki  energiyasining  o‘zgarishi  hamda 
jismning  bajargan  ishi  bilan  o‘lchanuvchi  issiqlik  miqdori  jismning  bir  holatdan  boshqa  holatga  o‘tish  jarayoniga 
bog‘liq. Jism A holatdan V holatga o‘tishda  turlicha miqdor issiqlik olishi mumkin. Demak, jism  V holatda yoki 
umuman boshqa qandaydir bir holatda qanday issiqlik miqdoriga ega bo‘lishi haqida gapirish  ma’nosizdir.  Faqat 
jismdan ichki energiya haqidagina  gapirish mumkin, chunki har bir holatda jism ma’lum bir qiymatdagi enegiyaga 
ega 
bo‘ladi.  
 “Jism ma’lum bir issiqlik miqdoriga ega bo‘ladi” degan da’vo, “Jism ma’lum bir ish miqdoriga ega bo‘ladi” degan 
jumla kabi ma’nosizdir. Issiqlik miqdori holatning funktsiyasi emas, balki u  jismning bir holatdan boshqasiga o‘tish 
jarayoniga bog‘liq. Mamavzutik nuqtai nazardan bu elementar issiqlik miqdori va elementar ish ichki energiyadan 
farqli o‘laroq to‘liqmas differentsiallardir.  
  
Ichki energiyaning  o‘zgarishi ikki xil yo‘l bilan ro‘y berishi  mumkin: ish bajarilishi va issiqlik uzatilishi 
bilan. Ish energiya o‘zgarishining makrofizik jarayonidir. Bu jarayonda qo‘yilgan kuchlar ta’sirida  butun jismning 
ko‘chishi ro‘y beradi.  Ish kabi  issiqlik uzatilishi ham energiyaning o‘zgarish jarayonidir. Biroq issiqlik uzatilishi 

biron  bir  makroskop  ko‘chishlarsiz  amalga    oshadi  hamda  molekulalar  va  atomlar  olamida  kechadigan  elementar 
makrojarayonlar  natijasida  yuzaga  keladi.  Bunday  makrojarayonlar  har  qanday  moddada  ham  hamisha  energiya 
o‘zgarishining  mikrofizik jarayondir. 
  
Energiyaning  saqlanish  va  aylanish  qonuni.  Saqlanish  qonunlari  materiyaning  va  uning  harakatining 
paydo bo‘lmasligi hamda yo‘qolmasligi haqidagi tabiatning umumiy qonunini aks ettiradi. Agar energiyaning sifat 
xususiyati-uning  bir  turdan  boshqa  turga  aylana  olishi  ham  ta’kidlab  o‘tilsa,  energiyaning  saqlanish    qonuni  
umumiy tabiiy-ilmiy mazmun kasb etadi. Bu qonunning  miqdor va sifat  tomonlari o‘zaro  aloqador, ajralmasdir. 
  
Termodinamikaning  ikkinchi  qonuni  haqida.  Takomillashgan  DTS  dan  keyingi  fizika  dasturda  bu 
qonunni  o‘rganish  ko‘zda  tutilmaydi.  Biroq,  doimiy  ravishda  ishlovchi  dvigatel  uchun  nafaqat  isitkichning,  balki 
sovitkichning  ham  lozimligining  asoslanishi  termodinamikaning  ikkinchi  qonuni  ta’riflaridan  biriga  olib  keladi: 
“Siklik  ravishda  ishlovchi  issiqlik    mashinasida  isitkichdan  olingan  hamma  issiqlik  miqdorini  mexanik  ishga 
aylantirib  bo‘lmaydi”.  Tabiatning  eng  muhim  qonunlaridan  birining  ta’rifi  yangi  tushunchalar  kiritishni  talab 
qilmaydi.  
  
Ichki energiyadan  ifodalanishning qanday  usullari bor? Bu masala o‘quvchilarga oldiga qo‘yilishi kerak. 
Buni  hal  qilish  uchun  eng  avvalo  o‘quvchilarga  bir  jismning  ichki  energiyasini  kamay-tirish  va  boshqa  jismga 
uzatishning ikki usuli-issiqlik uzatilishi va ish  mavjud ekanligini eslatish lozim bo‘ladi. Issiqlik uzatilishi yo‘li bilan 
ichki  energiyaning  o‘zgarishiga  o‘quvchilarning  o‘zlari  misollar  keltirishlari  mumkin:  dazmol  soviy  borar  ekan, 
atrofidagi narsalar isiy boradi: sovuq suyuqlikka botirilgan qaynoq jism soviydi, uning ichki energiyasi ortadi. 
  
Ichki  energiyadan  foydalanishning  ikki  usuli.  Ichki  ener-giya  o‘zgarishining    ma’lum  bo‘lgan  ikki 
usuliga mos holda undan  foydalanishning bir-biridan tubdan farq qiluvchi ikki usuli mavjuddir: 
  
1.Ichki  energiyadan  jismlarning  qizishi  bilan  bog‘liq  bo‘lgan  bir  qator    texnologik  jarayonlarda, 
shuningdek, qaynoq bug‘ yoki suv yordamida binolarni  isitishda foydalaniladi. 
  
2.Ichki  energiyadan  siqilgan  yoqilg‘i  energiyasi  hisobiga  ish  bajarish  uchun  foydalaniladiki,  bu  xalq 
xo‘jaligida katta ahamiyatga ega. Energetika taraqqiyotining bugungi bosqichida butun dunyoda ishlab turgan elektr 
stansiyalarining  deyarli  80  foizi  har  xil  turdagi  yoqilg‘ilarning  ichki  energiyasi  bilan  ishlaydigan  issiqlik  elektr 
stansiyalaridir.  
  
O‘quvchilar  biladilarki,  jismlarning  ko‘chishida  ish  ularga  kuchlar  ta’sir  etishi  natijasida  bajariladi. 
Qizdirilgan  jismlarning  kengayishi  esa  turgan  gapki,  jismning  ma’lum  qismlarning  boshqa  qismlariga  nisbatan 
ko‘chishi  bilan  bog‘liqdir.  Binobarin,  kengayot-gan  jismlar  ish  bajarishga  qodirdirlar.  Buni  biron  bir  tajriba 
yordamida  namoyish  etish  maqsadga  muvofiqdir.  Masalan,  kenga-yish  jarayonida  strelkaga  ta’sir  etuvchi  sterjen 
ustida  o‘tkaziluvchi  tajribani  qo‘yish  mumkin.  Ammo  dvigatellarda  aynan  gazlar  yoki  bug‘lardan  ish  bajaruvchi 
jism  sifatida  foydalanilishini  ta’kidlab  o‘tish  lozim.  Bu  esa  gazlarning  qattiq  va  suyuq  jismlardagiga    qaraganda 
o‘nlab va yuzlab marta katta bo‘lgan kengayish  koeffitsiyenti bilan izohlanadi. 
  
Adiabatik  jarayon.  Avvalo  bunday  jarayonni  qanday  amalga  oshirish  mumkinligini  qarab  chiqiladi. 
Masalan,  gaz  kengayuvchi  silindr  va  porshen  issiqlik  saqlovchi  materialdan    yasalgan.    Gazning  silindrdagi  
porshenga    beradigan  bosim  kuchi    unga  ta’sir  etuvchi  og‘irlik  kuchi  bilan  muvozanatlashadi.  Agar  porshendagi 
yuklar  birin-ketin  olib  qo‘yilsa,  gaz  kengayadi  va  atrof-muhit  bilan  issiqlik  almashmagan  holda  ish  bajaradi.  Bu 
jarayonga termodinamikaning  birinchi qonuni 
A
U
Q




ni  tatbiq etib  
0

Q
 bo‘lgani uchun, 
A
U




 
hosil qilinadi.  
  
Demak, adiabatik jarayonda ichki energiyaning  o‘zgarishi qarama-qarshi ishora bilan olingan ishga teng, 
ya’ni  gazning  adiabatik  kengayishi  uning  temperaturasining  pasayishiga,  adiabatik  siqilishi  esa  ko‘tarilishiga  olib 
kelar  ekan.  O‘quvchilarga    adiabatik  jarayon  aslida  asosan  termoizolyatsiya  hisobiga  emas,  balki  jarayonning 
kechish tezligi hisobiga amalga oshishini uqtirish lozim. 
  
Izotermik jarayon. O‘quvchilar bilan birgalikda  bunday jarayonni amalga oshirish yo‘li aniqlab olinadi. 
Siqilgan  gaz  yuk  qo‘yilgan  porshenli  silindrning  ichida  bo‘lsin.  Bunda  porshenga  ta’sir  etuvchi    og‘irlik  kuchi  
bosim    kuchi  bilan  muvozanatlashadi.    silindrning  devorlari    issiqlik  o‘tkazmaydigan    materialdan,  uning  
qizdirgichga tegib turadigan tubi esa juda yuqori issiqlik o‘tkazuvchanlikka ega bo‘lgan materialdan yasalgan. Shu 
tufayli silindrdagi gaz qizdirgichning temperaturasiga teng bo‘lgan temperaturaga ega bo‘ladi. Bu jarayonni amalga 
oshirish  uchun  gaz  qizdirgichdan  biron  issiqlik  miqdori  olayotganda  qizdirgichning    temperaturasi  o‘zgarmasdan 
qolishi  lozimligini  tushuntirish  kerak.  Bunga  qizdirgichning  issiqlik  singdiruvchanligini  juda  katta  bo‘lgan  holda  
erishish mumkin. Biron-bir issiqlik miqdorini  berishi yoki  olishi amaliy jihatdan uning temperaturasi o‘zgarishiga 
olib kelmaydigan darajada katta issiqlik singdiruvchiligiga ega bo‘lgan jismga termostat deyiladi.  
  
Izotermik jarayonda (
const
T

va 
0


U
) ga termodi-namikaning  birinchi qonunining  qo‘llanilishi  
Q
A


  ekanini,  ya’ni  gazning    ishi  bu    jarayonda  olgan  issiqlik  miqdoriga    teng  ekanligini  ko‘rsatadi.  Shunday 
qilib,  o‘quvchilar  oldiga  qo‘yilgan-ichki  energiya  hisobiga  maksimal  ish  bajarilishi  mumkin  bo‘lgan  jarayonlarni 
topish masalalari hal etildi. Ushbu jarayonlarni umumlashtiramiz: 

  
 
  
Termodinamikaning ikkinchi qonuniga g‘oyalarining bayoni. O’rta umumiy ta’lim tizimi, fizika o‘quv 
dasturida  termodinamikaning  ikkinchi  qonunini  o‘rganish  ko‘zda  tutilmaydi.  Ammo  o‘rta  maxsus  ta’limida  va 
metodik  adabiyotlar  o‘quv-chilarning  dunyoqarashini  shakllantirishda  muhim  ahamiyatga  ega  bo‘lgan 
termodinamikaning ikkinchi qonuni bilan tanishtirishni zarur ekanligini masalasi qayta-qayta ko‘tarilgan. Bu yerda 
bu  qonunning  asosiy  g‘oyalarini  bayon  qilish  haqidagina  gapirish  mumkin.  Masalan,  ish  bajarish  uchun  ichki 
energiyadan  foyda-lanishning  xususiyatlari  haqida  yuqorida  bayon  etilgan  barcha  fikrlar  o‘quvchilarni 
termodinamikaning  ikkinchi  qonunini  mazmu-nini  Uilyam  Tomson  (1824-1907)  tomonidan  berilgan  ta’rifi 
ko‘rinishida  tushunishga  olib  keladi.  Siklik  jarayonida  qizdir-gichdan  olingan  barcha  issiqlik  miqdorini  ishga 
aylantirishning iloji yo‘q. Bu issiqlik miqdorining qandaydir bir qismini pastroq haroratli uchinchi bir jism berish 
lozim.  
  
O‘quvchilar  diqqatining  bu  holatga  alohida  qaratilishi  nima    uchun  Yer  sharidagi  barcha  energiya 
manbalari ham energetik resurslarga qo‘shilavermasligini tushuntirish imkonini beradi.  So‘zsiz, temperaturasi atrof 
muhit  temperaturasiga  teng  bo‘lgan  jismlarning  energiyasidan  foydalanib  bo‘lmaydi.  Okeanlar  suvlarida  mavjud 
bo‘lgan,  deyarli  bitmas-tuganmas  ichki  energiya  zapasidan  foydalanish  naqadar  jozibali  ko‘rinadi!  Biroq,  bu 
energiya hisobiga ish bajarish uchun shu ulkan issiqlik miqdorining  bir qismini o‘zida ola oladigan va bunda o‘zi 
okean  temperaturasigacha  qizimaydi-gan,  o‘sha  okean  qadar  ulkan  bo‘lgan  sovitgichga  ega  bo‘lishi  lozim  bo‘ladi. 
Xuddi  mana  shuning  uchun  okeanlar  energiyasi  Yer  sharidagi  energetik  resurslarga  qo‘shila  olmaydi.  Issiqlik 
jarayonlari  qaytmasligining  o‘rganilishi  o‘quvchilarga  U.Tomson  tomonidan  berilgan  ta’rif  ko‘rinishida  tavsiya 
etilgan termodinamikaning ikkinchi bosh qonunining xuddi shu hodisadan bevosita kelib chiqishini namoyish etish 
imkonini beradi.   
2.7-§  SUYUQLIKLARNING  XOSSALARI 
 
Moddaning  suyuq  holatining  o‘ziga  xos  xususiyati  suyuq-liklarda  molekulalar  orasidagi  o‘rtacha  masofa 
gazlar  molekulalari  orasidagi  masofadan  butun  bir  darajaga  (o‘n  marotaba)  kam  ekanligi  bilan  aniqlanadi:  u 
molekulalarning  taxminan  bir-ikki  diametriga  tengdir.  Bu  suyuqliklarning  zichligi  bir    xil  sharoitlarda  ularning 
bug‘lari zichligidan kelib chiqadi. Masalan, 1000S va atmosfera bosimida suvning zichligi suv bug‘ining zichligidan 
1800  marta  katta.  Shu  sababli  molekulalarning  harakati  bilan  bir  qatorda    ular  orasidagi  o‘zaro  ta’sir  ham 
suyuqlikning xossalarini belgilovchi muhim rolni egallaydi. 
  
Molekulalararo  o‘zaro  ta’sirning  suyuqlik  xossalariga  ta’si-rini  hisobga  olish  shu  qadar  qiyin  bo‘lib 
chiqdiki,  hanuzgacha  gazning  holat  tenglamasiga  o‘xshash  suyuqlikning  holat  teng-lamasini  olishning  imkoni 
bo‘lmaydi. Shu bilan birga suyuqliklar molekulalarining o‘zaro ta’sir kuchlariga bog‘liq bo‘lgan nazariyalari ishlab 
chiqilgan ma’lum hodisalar ham bor. Bu suyuqliklarning gazsimon va qattiq fazalar bilan chegarasida kechadigan 
hodisalar, ya’ni sirt hodisalaridir. Asosan ana shular o‘rta maktabda o‘rganish predmeti bo‘lishi lozim. 
  
Suyuqlik sirtqi qatlamlarining maxsus xususiyatlari. Sirt taranglik.  Kuzatishlar ko‘rsatadiki, suyuqlik 
sathi  molekulyar  kuchlar    ta’siri  ostida  o‘z-o‘zidan  kichrayar  ekan.  Buni  quyidagi  misollarda  ko‘rish  mumkin: 
o‘simliklar bargidagi shudring tomchilari shaklining sharsimonligida, ikkita kichik tomchining bir-biriga tekkanida 
bitta tomchi bo‘lib birikib ketishida, Plato tajribasida, sovun pardasi bilan o‘tkaziladigan tajribalarda  va  h.k. Shar 
berilgan hajmda minimal yuzaga ega bo‘lganligi tufayli, suyuqlikning shar shaklini olishi yoki ikki tomchining bitta  

tomchi  bo‘lib  birikuvi    fakti  (bunda  hosil  bo‘lgan  tomchining  yuzasi  ikkala  tomchi  yuzalarining  yaqqol  ko‘rinib 
turgan qisqarishi kabi suyuqlikning  muvozanat  holatga o‘tish jarayonida uning  sathining o‘z-o‘zidan qisqarishidan 
dalolat beradi. 
  
Suyuqlikning  yuza  qatlamining  bu  xususiyatini  izohlab  berish  lozim  bo‘ladi.  Gap  shundaki,  suyuqlik 
yuzasidagi va ichidagi molekulalar turli sharoitlarda bo‘ladi. Suyuqlik ichidagi  molekulalar har biri taxminan 10
-8
 
sm   masofada  bo‘lgan qo‘shni  molekulalarga  har tomondan tortilib turadi.  Shuning uchun bu  yerdagi  molekulyar 
tortishish kuchlari to‘liq kompensatsiyalangan bo‘lib, bu kuchlarning teng ta’sir etuvchisi o‘rta  hisobda nolga teng. 
Suyuqlikning sathida bo‘lgan molekulalar esa butunlay boshqa holatda bo‘ladi. Bu molekulalar qo‘shni molekulalar 
tomonidan  faqat  suyuqlikning  ichiga  qarab  tortiladi.  Suyuqlik  bug‘lari  zichligi    suyuqlikning  o‘zining  zichligidan 
ancha  kichik  bo‘lganligi  tufayli  yuqoriga  muvozanatlovchi    tortish  kuchi  juda  kichik.  Shuning  uchun  yuzadagi 
molekulalarga    suyuqlik  va  bug‘    tomonidan  ta’sir  etuvchi  tortish  kuchlari  faqat  qisman  kompensatsiyalanadi.  
Binobarin,  yuza  qatlamdagi  molekulalarga  ta’sir  etuvchi  barcha  kuchlarning  teng  ta’sir  etuvchisi  suyuqlikning 
ichiga qarab yo‘nalgan bo‘ladi. 
  
Kuzatilgan  suyuqlik  sirtining  qisqarish  hodisasi  «sirt  tarangligi»  tushunchasini    kiritish  imkonini  beradi. 
Buning  uchun  odamlar  to‘dasini  shu  to‘da  markazida  bo‘layotgan  voqeaga  qiziqish  bildirishi  misolidagi 
o‘xshashlikni keltirish mumkin. Bunda barcha voqea sodir bo‘layotgan joyga eng yaqin bo‘lgan vaziyatni egallashga 
harakat  qiladi  va  to‘daning  chetidagi odamlar soni  kamayadi.  Bunday to‘daga  yuqoridan qarab, u aylanaga  yaqin 
bo‘lgan, ya’ni eng kichik perimetrli shaklni hosil qilishini ko‘rish mumkin. Xuddi shuningdek, suyuqlik tomchilari 
ham  yuzasi  minimal  bo‘lgan  sharsimon shaklni egallaydi.  Ammo bu hodisani boshqacha  tavsiflash  ham  mumkin. 
Agar zarrachalar to‘plamiga ip o‘rab tortilsa, u perimetri minimal bo‘lgan shaklni  egallaydi.  
  
Tortilgan  ip  bo‘ylab  yo‘nalgan  kuchlar  zarrachalar  to‘pla-mining  shakliga  xuddi  odamlar  to‘dasining 
shakliga  chekkadagi  markazdan  joy  olish  uchun  intilayotgan    odamlarning  ta’siri  kabi  ta’sir  qiladi.  Xuddi 
shuningdek,  molekulalarning  ichkariga  tortilishi    ta’sirida  suyuqlik  sirtining  qisqarishini  uning  sirti  bo‘ylab  kuch 
ta’sir qilib, bu kuch uning qisqarishiga olib keladi, deb hisoblash mumkin. Bu kuch sirt taranglik kuchi deb ataladi. 
Demak, aslida sirtning qisqarishi unga perpendikulyar yo‘nalgan kuchlar  ta’sirida yuz beradi. Ammo bu hodisani 
tavsiflash  uchun    suyuqlikning  o‘z  bug‘i  bilan  chegarasida  uning  sirti  bo‘ylab  ta’sir  etuvchi  sirt  taranglik  kuchi  
tushunchasidan foydalanish mumkin. 
Download 1.94 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   21




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling