Termodinamikaning ikkinchi qonuni

5 – MA’RUZA
TERMODINAMIKANING IKKINCHI QONUNI
Reja:
1. Termodinamikaning ikkinchi qonuni va uning asosiy talqinlari
2. Qaytar va qaytmas jarayonlar
3. Muvozanatli va muvozanatsiz jarayonlar
4. Issiqlik mashinalarining sikllari
5. Karno sikli
1. Termodinamikaning ikkinchi qonuni va uning asosiy talqinlari
Termodinamikaning birinchi qonuni energiyaning saqlanish va aylanish jarayonini miqdoriy tomondan tavsiflaydi. Termodinamikaning ikkinchi qonuni bu jarayonlarning sifat tomonini tavsiflaydi. Termodinamikaning birinchi qonuni bironta jarayonning energetik balansini tuzish uchun zarur bo‘lgan barcha ma’lumotlarni beradi, lekin u, bironta jarayonning sodir bo‘lishi yoki bo‘lmasligi haqida hech qanday ma’lumot bermaydi.
Termodinamikaning ikkinchi qonuni ham, birinchi qonun kabi tajriba asosida ta’riflanganligini taokidlab o‘tish lozim.
Termodinamikaning ikkinchi qonunini umumiy ko‘rinishda quyidagicha ta’riflash mumkin:
O‘z-o‘zidan sodir bo‘ladigan har qanday jarayon qaytmas jarayondir. Ikkinchi qonunning barcha boshqa ta’riflari bu umumiy ta’rifning xususiy hollaridan iborat.
Bir qancha olimlar termodinamikaning ikkinchi qonuniga turlicha ta’rif berganlar.
Shu ta’riflar haqida qisqacha ma’lumot beraylik.

1. 
   Sadi Karno (1824 yilda) quyidagi ta’rifni berdi: “Termodinamik tizim ish bajara olishi uchun kamida turli temperaturali ikki manba zarur. Issiqlik dvigatellari F.I.K. h>1 bo‘la olmaydi”.
   
2. 
   R. Klauzius (1850 yilda) quyidagi ta’rifni taklif etdi: “Issiqlik ancha sovuq jismdan ancha issiq jismga o‘z-o‘zidan o‘ta olmaydi”.
   
3. 
   V. Tomson (Lord Kelpvin) 1851 yilda quyidagi ta’rifni taklif etdi: “Jonsiz material agent yordamida moddaning qandaydir massasidan uni atrofdagi predmetlardan eng sovuьining temperaturasidan past temperaturagacha sovitish yo‘li bilan mexanikaviy ish olib bo‘lmaydi”.
   
4. 
   M. Plank quyidagi ta’rifni taklif etdi: “Barcha ishi bironta yukni ko‘tarish va issiqlik manbaini sovitishdan iborat bo‘lgan davriy ishlaydigan mashina qurib bo‘lmaydi”.
   
5. 
   V.F. Osvold quyidagi ta’rifni taklif etdi: “Ikkinchi tur abadiy dvigatelni, (faqatgina bitta issiqlik manbai hisobiga ishlaydigan) qurib bo‘lmaydi”.
   

Shuni aytib o‘tish lozimki, ikkinchi tur abadiy dvigatelining mavjud bo‘lishi termodinamikaning birinchi qonuniga qarshi bo‘lmaydi. Haqiqatan ham bu dvigatelda ish hech narsadan emas, balki issiqlik manbaining ichki energiyasi hisobiga bajarilgan bo‘lur edi.
Issiqlik jarayonlarining o‘ziga xos muhim xususiyatini ta’kidlab o‘tish zarur. Mexanik ishni, elektrik ishni, magnit kuchlarining ishini va hokazolarini qoldiqsiz, batamom to‘la issiqlikka aylantirish mumkin.
Issiqlikka kelsak, davriy takrorlanadigan jarayonda uning bir qismigina mexanik va boshqa turlardagi ishga aylanishi mumkin: uning boshqa qismi muqarrar ravishda sovuq manbaga berilishi kerak.

2. Qaytar va qaytmas jarayonlar

Termodinamikaning eng muhim tushunchalaridan biri qaytar va qaytmas jarayonlar haqidagi tushunchadir. Termodinamikaviy jarayon termodinamikaviy tizimning uzluksiz o‘zgarib turadigan holatlari to‘plamidan iborat.
Tizimning har qanday ikkita holati 1 va 2 oralig‘ida bitta yo‘lning o‘zidan o‘tadigan ikkita jarayonni tasavvur etish mumkin: holat 1 dan holat 2 ga va aksincha, holat 2 dan holat 1 ga; bunday jarayonlar to‘g‘ri va teskari jarayonlar deb aytiladi.
To‘g‘ri va teskari yo‘nalishlardagi jarayon natijasida termodinamikaviy tizim dastlabki holatiga qaytadigan jarayonlar qaytar jarayonlar deb aytiladi; buning natijasida atrof muhitda hech qanday o‘zgarish bo‘lmaydi.
To‘g‘ri va teskari yo‘nalishlarda jarayon o‘tkazilganda tizim dastlabki holatiga qaytmaydigan jarayonlar qaytmas jarayon deb aytiladi.
Amaliyotdan ma’lumki, birinchidan o‘z-o‘zidan sodir bo‘ladigan barcha tabiiy jarayonlar qaytmas bo‘ladi; tabiatda qaytar jarayonlar bo‘lmaydi; ikkinchidan, muvozanatga erishgan tizim keyinchalik shunday holatda qolaveradi, ya’ni holatini o‘zicha o‘zgartira olmaydi, bu esa o‘z-o‘zidan sodir bo‘ladigan har qanday jarayon qaytmasligi to‘g‘risidagi bundan oldin ta’riflangan daovoga mos keladi.
Yuqorida aytib o‘tilganlar asosida quyidagi natijaga kelish qiyin emas: tizim faqat muvozanat holatiga kelmaganiga qadargina ish bajara oladi. ‘aqiqatan ham, har qanday issiqlik dvigatelida kamida ikkita issiqlik manbai – issiq va sovuq manbalar bo‘lgandagina ish olish mumkin.
Agar issiq va sovuq manbalar temperaturalari tenglashsa, ya’ni issiq manba, ish jismi va sovuq manbadan iborat tizim issiqlik muvozanatiga kelsa, u holda issiqlik ko‘chishi to‘xtaydi va ish bajarilmaydi.