Termodinamik izajarayonlar mavzularini o'quvchilarga tushuntirishda animatsion usuldan foydalanish

Izobarik jarayon — bosim oʻzgarmas boʻlgan sharoitda sistemada sodir boʻladigan fizik jarayon. Izobarik jarayon sistemaning termodinamik holat diagrammasida izobara bilan tasvirlanadi. Atmosfera bosimida sodir boʻladigan fizik jarayonlar, jumladan, suvning isishi, ochiq idishdagi gazning qizishi yoki sovishi, moddaning ikki fazali holatidagi izotermik jarayon va koʻpgina kimyoviy reaksiyalar izobarik jarayonga misol boʻla oladi. Yuqori va past bosimlarda moddalarning xossalarini tadqiq qilishda, issiklik mashinalarida (masalan, Joul, Dizel sikllari) izobarik jarayon dan foydalaniladi.
Ideal gaz hajmi V izobarik jarayonda temperaturaga toʻgʻri proporsional (Gey — Lyussak qonuni). Izobarik jarayonda ideal gazning bajargan ishi pAV ga teng va, demak, tashqaridan olingan issiklik miqdori uning temperaturasi ortishiga va ish bajarishiga sarf boʻladi. Shuning uchun izobarik jarayondagi issiqlik sigim Sr izohorik jarayonsatp (bu holda ish bajarilmaydi) issiqlik sigʻim Su dan har doim katta.
Izobarik jarayon, bosim P tizim doimiy bo'lib qoladi. "Iso" prefiksi yunon tilidan kelib chiqqan bo'lib, biror narsa doimiy bo'lib qolishini bildirish uchun ishlatiladi, "baros" esa yunon tilidan ham og'irlikni anglatadi. Izobarik jarayonlar yopiq idishlarda ham, ochiq joylarda ham odatiy holdir, ularni tabiatda topish oson. Bu bilan biz er yuzidagi fizikaviy va kimyoviy o'zgarishlar yoki atmosferaga ochilgan kemalardagi kimyoviy reaktsiyalar mumkin degani. Izobarik jarayon uchun tenglama chiqaramiz, o'rganilayotgan tizim ideal gaz, deyarli 3 atmosferadan kam bosim ostida deyarli har qanday gaz uchun juda mos model. Ideal gaz zarralari tasodifiy harakatlanib, ularni o'z ichiga olgan bo'shliqning butun hajmini bir-biri bilan o'zaro aloqasiz egallaydi. Hamma izobarik jarayonlar ham yopiq idishlarda olib borilmaydi. Darhaqiqat, har qanday son-sanoqsiz termodinamik jarayonlar atmosfera bosimida sodir bo'ladi, shuning uchun izobarik jarayonlar tabiatda juda tez-tez sodir bo'ladi. Bunga Yer yuzidagi fizikaviy va kimyoviy o'zgarishlar, atmosferaga ochiq kemalardagi kimyoviy reaktsiyalar va boshqa ko'p narsalar kiradi.
Yopiq tizimlarda izobarik jarayonlar sodir bo'lishi uchun ularning chegaralari o'zgaruvchan bosimsiz hajm o'zgarishiga imkon beradigan darajada egiluvchan bo'lishi kerak.
Bu gazning kengayishi bilan osongina harakatlanadigan piston tajribasida sodir bo'ldi. Bu partiyani yoki issiq havo baloniga gazni yopish bilan bir xil.
Izobarik jarayonning yana bir misoli, havoda puflangan sharning quyoshga ta'sirida uning hajmining o'zgarishi, birinchi navbatda ertalab, hali unchalik qizib ketmaganida, shar ma'lum hajmga ega.
Vaqt o'tishi va harorat oshishi bilan balon ham qizib, uning hajmini oshiradi va bularning barchasi doimiy bosim ostida sodir bo'ladi. Balonning materiali etarlicha egiluvchan bo'lgan chegaraning yaxshi namunasidir, shunda uning ichidagi havo bosimni o'zgartirmasdan kengayadi.
Tajriba, shuningdek, meynda isitiladigan, suvning uchdan bir qismi bilan to'ldirilgan shisha butilkaning naychasidagi shamollatilmagan balonni sozlash orqali ham amalga oshirilishi mumkin. Suv qizdirilgandan so'ng, balon zudlik bilan puflaydi, lekin u portlamasligi uchun juda qizib ketmaslik uchun ehtiyot bo'lish kerak.
Ushbu jarayon gazlar, suyuqliklar yoki qattiq moddalarda sodir bo'lishidan qat'i nazar, u juda aniq ta'rifga ega. Izotermik - bu tizimning harorati saqlanib turadigan, ya'ni o'zgarishsiz qolgan ikki holat o'rtasidagi o'tishdir. Shuning uchun, vaqt o'qlari (x o'qi) - harorat (y o'qi) da izotermik jarayonning grafigi gorizontal chiziq bo'ladi.
Ideal gaz haqida biz uning izotermik o'tishi Boyl-Mariotte qonuni deb atalishini ta'kidlaymiz. Ushbu qonun eksperimental ravishda topilgan. Bundan tashqari, u bu sohada birinchi bo'ldi (17-asrning ikkinchi yarmi). Uni har qanday talaba doimiy haroratda (T = const) yopiq tizimdagi (n = const) gazning xatti-harakatlarini ko'rib chiqsa, olishlari mumkin. Holat tenglamasidan foydalanib quyidagilarga erishamiz.
Ularning har biri izotermiya deb ataladi. Tizimda harorat qancha yuqori bo'lsa, koordinata o'qlaridan izotermiya shuncha uzoqlashadi. Yuqoridagi rasmdan xulosa qilishimiz mumkinki, uchta tizimdagi moddalar miqdori bir xil bo'lishi sharti bilan yashil tizimdagi eng yuqori haroratga, ko'k esa eng past darajaga to'g'ri keladi. Agar rasmdagi barcha izotermalar bitta harorat uchun chizilgan bo'lsa, demak, bu materiya miqdori bo'yicha yashil egri chiziq eng katta tizimga to'g'ri keladi.
Gaz qonunlarini hisobga olsak, ba'zida T, P va V qiymatlaridan tashqari, Klapeyron-Mendeleev qonunidagi n ning qiymati ham o'zgarishi mumkinligi unutiladi. Agar biz bosim va haroratni aniqlasak, biz izobarik-izotermik o'tish tenglamasini olamiz: n = V = const da T = const, P = const.
Moddaning miqdori bilan hajmi o'rtasidagi chiziqli bog'liqlik shuni ko'rsatadiki, bir xil sharoitda bir xil miqdordagi moddalarni o'z ichiga olgan har xil gazlar teng hajmlarni egallaydi. Masalan, normal sharoitda (0 ^oC, 1 atmosfera), har qanday gazning molyar hajmi 22,4 litrni tashkil qiladi. Ko'rib chiqilgan qonun Avogadro printsipi deb ataladi. Bu Daltonning ideal gaz aralashmalari qonuni asosida yotadi.

1.3.Izohorik jarayon