Termodinamika asoslari

Termodinamika asoslari

•  Reja:
• 1. Termodinamika va uning uslubi
• 2. Holat parametrlari
• 3. Termodinamikaviy jarayon

Termodinamika va uning uslubi

• Termodinamika va uning uslubi
•  
• Termodinamika–energiyaning aylanish (o‘zgarish) qonuniyatlari haqidagi fandir.
• Termodinamikaga XIX asrda asos solingan edi. Bu davrda issiqlik dvigatellarining taraqqiyoti tufayli issiqlikning ishga aylanish qonuniyatlarini o‘rganish zaruriyati tug‘ildi.
• Termodinamika turli fizikaviy va kimyoviy jarayonlarning u yoki bu tizimlarda qaysi yo‘nalishda sodir bo‘lishini aniqlashga imkon beradi.Termodinamikaning tuzilish printsipi juda sodda. Termodinamika asosiga tajriba yo‘li bilan aniqlangan ikkita asosiy qonun qo‘yilgan.

• Termodinamikaning birinchi qonuni energiya aylanish jarayonlarining miqdoriy tomonini tavsiflaydi, ikkinchi qonuni esa fizikaviy tizimlarda sodir bo‘ladigan jarayonlarning sifat tomonini (yo‘nalganligini) belgilaydi. Faqat shu ikkita qonundan foydalanib, qat’iy deduktsiya uslubi yordamida termodinamikaning barcha asosiy xulosalarini chiqarish mumkin.
• Moddalar, odatda, quyidagi uchta asosiy holatning bittasida bo‘ladi: gaz, suyuqlik va qattiq jism ko‘rinishida. Plazma deb ataluvchi ionlangan gazni ba’zan moddaning to‘rtinchi holatidan iborat deb hisoblaydilar.
• Bitta jismni o‘zi turli sharoitlarda turli holatlarda bo‘lishi mumkinligi muqarrardir. Tekshirilayotgan jism berilgan o‘zgarmas sharoitlarda har doim bitta holatdagina bo‘ladi, masalan, suv atmosfera bosimi va 200S temperaturada faqat bug‘ ko‘rinishida bo‘ladi.
• Tekshirilayotgan modda holatini aniqlash uchun modda holatining holat parametrlari deb yuritiladigan qulay tavsifnomalari kiritiladi. Moddaning xossasi intensiv va ekstensiv bo‘lishi mumkin. Tizimdagi modda miqdoriga bog‘liq bo‘lmagan xossalar intensiv xossalar deb aytiladi (bosim, temperatura va boshqalar).

• Modda miqdoriga bog‘liq bo‘lgan xossalar ekstensiv xossalar deb aytiladi. Solishtirma, ya’ni modda miqdori birligiga nisbatan olingan ekstensiv xossalar intensiv xossalar ma’nosiga ega bo‘lib qoladi. Masalan, solishtirma hajm, solishtirma issiqlik sig‘imi va shunga o‘xshashlar intensiv xossalar sifatida tekshiriladi.
• Termodinamikaviy tizimlarning holatini belgilovchi intensiv xossalar tizim holatining termodinamikaviy parametrlari deb aytiladi. Holat parametrlaridan eng ko‘p tarqalgani jismning absolyut temperaturasi, absolyut bosimi va solishtirma hajmidir.

• Eng muhim parametrlardan biri absolyut temperaturadir. Temperatura jismning issiqlik holatini tavsiflaydi. Issiqlikning faqat ko‘proq qizdirilgan jismdan kamroq qizdirilgan jismgagina, ya’ni yuqori temperaturali jismdan past temperaturali jismga o‘tishi tajribadan juda yaxshi ma’lum. Shunday qilib, jismlar temperaturasi bu jismlar orasida issiqlikning o‘z-o‘zidan o‘tishi mumkin bo‘lgan yo‘nalishni aniqlaydi.
• Temperatura, masalan, termometrlar yordamida o‘lchanadi. Temperaturani o‘lchash uchun foydalaniladigan har qanday asbob qat’iy belgilangan temperatura shkalasiga muvofiq graduslarga bo‘lingan bo‘lishi kerak.
• Hozir turli temperatura shkalalari – Selsiy, Farangeyt, Reomyur va Renkin shkalalaridan foydalaniladi. Bu shkalalar orasidagi nisbat 1- jadvalda keltirilgan

• Termodinamikaviy tadqiqotlarda 1848 yilda buyuk ingliz olimi Kelvin taklif etgan shkaladan foydalaniladi. Kelvin shkalasining noli sifatida ideal gaz molekulalarining tartibsiz harakati to‘xtaydigan temperatura qabul qilingan: bu temperatura absolyut nolp deyiladi. Absolyut nolp Selpsiy shkalasi bo‘yicha – 273,15S temperaturaga muvofiq keladi. Kelvin shkalasi bo‘yicha hisoblanadigan temperatura doimo musbat bo‘ladi. U absolyut temperatura yoki Kelvin bo‘yicha temperatura deyiladi va K bilan belgilanadi.
• Absolyut shkala bo‘yicha olingan temperatura bilan Selsiy shkalasi (tS) bo‘yicha olingan temperatura orasidagi bog‘lanish quyidagi formula bo‘yicha aniqlanadi:
•  
• T K =273,15+tS.

• Agar holat parametrlaridan loaqal bittasi o‘zgarsa, u holda tizimning holati o‘zgaradi, ya’ni tizimda termodinamikaviy, jarayon sodir bo‘ladi.
• Termodianmikaviy tizimda sodir bo‘ladigan barcha jarayonlarni muvozanatdagi va muvozanatdagimas, qaytar va qaytmas jarayonlarga bo‘lish mumkin. Muvozanatdagi jarayon tizimning barcha qismlari bir xil temperaturaga va bir xil bosimga ega ekanligi bilan tavsiflanadi.
• Jarayonning o‘tish jarayonida tizimning turli qismlari har xil temperatura, bosim, zichlik va hokazolarga ega bo‘lsa, bunday jarayon muvozanatdagimas jarayon deb aytiladi.
• Har qanday real jarayon ma’lum darajada muvozanatdagimas holatda bo‘ladi. Bundan keyin «jarayon» deganda biz muvozanatdagi jarayonni tushunamiz.

• Termodinamikaning eng muhim tushunchalaridan biri qaytar va qaytmas jarayonlar haqidagi tushunchadir. Termodinamikaviy jarayon termodinamikaviy tizimning uzluksiz o‘zgarib turadigan holatlari to‘plamidan iboratdir.
• Tizimning har qanday ikkita holati: 1 va 2 oralig‘ida bitta yo‘lning o‘zidan o‘tadigan ikkita jarayonni tasavvur etishi mumkin: holat 1 dan holat 2 ga va aksincha holat 2 dan holat 1 ga; bunday jarayonlar to‘g‘ri va teskari yo‘nalishdagi jarayonlar deb aytiladi.
• To‘g‘ri va teskari yo‘nalishdagi jarayon natijasida termodinamikaviy tizim dastlabki holatiga qaytadigan jarayonlar qaytar jarayonlar deb aytiladi. To‘g‘ri va teskari yo‘nalishlarda o‘tkazilganda tizim dastlabki holatiga qaytmaydigan jarayonlar qaytmas jarayonlar deb aytiladi.

• Tajribadan ma’lumki, o‘z-o‘zidan sodir bo‘ladigan barcha tabiiy jarayonlar qaytmas bo‘ladi; tabiatda qaytar jarayonlar bo‘lmaydi.
• Tizimda o‘z-o‘zidan sodir bo‘ladigan har qanday jarayon va binobarin, qaytmas jarayon tizimda muvozanat qaror topmaguncha davom etadi.
• Tajriba shuni ko‘rsatadiki, muvozanatga erishgan tizim keyinchalik shunday holatda qolaveradi, ya’ni holatini o‘zicha o‘zgartira olmaydi. Yuqorida aytib o‘tilganlar asosida quyidagi natijaga kelish qiyin emas: tizim faqat muvozanat holatiga kelmaganiga qadargina ish bajara oladi.
•  

•