Ва ўрта махсус таълим вазирлиги

4.2. Термодинамиканинг биринчи қонуни.
Термодинамиканинг биринчи қонуни умумий ҳолатда энергия сақланиши, иссиқликка айланиши жараёнларини тушунтиришдан иборат. Ушбу қонун энергиянинг сақланиши ва бир турдан иккинчи турга айланиши тўғрисидаги қонундир, яъни энергия йўқдан бор бўлмайди ва йўқолиб кетмайди, у фақат бир турдан иккинчи турга айланиши мумкин.
Тизимнинг ички энергияси деб, қараб чиқилаётган тизимдаги энергиянинг ҳамма турлари йиғиндисига айтилади ва у моддаларнинг массаси, табиати ва ташқи шароитларга боғлиқ бўлади.
Термодинамиканинг биринчи қонунига мувофиқ тизимда ташқи муҳитдан ютилган иссиқлик (dQ) тизим ички энергиясини (dU) ўзгартиришга ва тизим бажарадиган умумий ишга (dА) сарфланади ва бу қуйидагича ифодаланади:
δQ = dU + δА.
δА = pdV + dА_max
Умумий кўринишда δА- термодинамик тизимда ташқи босим - pdV га қарши иш бажариб, кимёвий ўзгаришларни келтириб чиқарувчи максимал фойдали иш dА^!_max иборат ва бу қуйидагича ифодаланади:
δА = pdV + δА_max
δQ = dU + pdV + δА_max

Бунда тизимдаги иссиқлик миқдорига мос, ҳолат функцияси энтальпияни киритамиз ва бундан термокимёвий Гесс қонуни келиб чиқади:

dН = dU + pdV
Бу тенгламага мувофиқ кимёвий реакциянинг иссиқлик эффекти - dQ охирги ва дастлабки ҳолатлар энтальпиялари ўртасидаги фарқ билан ифодаланади. Термодинамик функция ҳисобланган энтальпия юнонча сўздан олинган бўлиб, “қиздираман” деган маънони беради.
Термодинамиканинг биринчи қонуни биологик тизимларда тажрибалар асосида тасдиқланган. Масалан, бу йўналишдаги дастлабки тажрибалардан бири қуйидагича амалга оширилган. Лавуазье ва Лаплас 1780 йилда музли колориметрда денгиз чўчқаси организмидан ажралиб чиққан СО₂ ва иссиқлик миқдорини ўлчашган. Кейин эса олинган натижалар сарфланган озуқа махсулотини СО₂ гача ёнишидан ажралиб чиққан иссиқлик миқдори билан солиштириб кўрилган. Ўлчашлар натижасига кўра, организмда озуқа маҳсулотларини парчаланиш жараёнида 1 л О₂ сарф бўлиши ва 1 л СО₂ ҳосил бўлиши, 21,2 кЖ иссиқлик ажралиши билан бориши аниқланган.
Юқорида қайд этилган ҳолат асосида 1840 йилда Г.И. Гесс томонидан кашф қилинган қонун ёрдамида термодинамик тизимларда мураккаб биокимёвий жараёнларнинг бошланғич ва охирги ҳосил бўлган маҳсулотлар энергияси аниқ бўлган шароитда ажралиб чиққан иссиқлик миқдорини ҳисоблаш имконини беради.
Оддий моддалардан бир моль бирикма ҳосил бўлганда ажралиб чиқадиган (ёки ютиладиган) иссиқлик миқдори шу бирикманинг ҳосил бўлиш иссиқлиги деб аталади. Бир моль модда тўлиқ ёнганда ажралиб чиқадиган иссиқлик миқдори эса, модданинг ёниш иссиқлиги деб аталади. Реакциянинг иссиқлик эффекти жараённинг қандай усулда олиб борилишига боғлиқ эмас, балки фақат реакцияда иштирок этаётган дастлабки ва охирги ҳолатига боғлиқ. Кимёвий реакциянинг иссиқлик эффектини ҳисоблаш учун реакция маҳсулотларининг ҳосил бўлиш иссиқликлари йиғиндисидан, реакция учун олинган дастлабки моддаларнинг ҳосил бўлиш иссиқликлари йиғиндисини айириб ташлаш керак: