Asosiy qism.: I moddalarning erish issiqlik jarayonlari va xarakteristikasi

MAVZU: Kristallogidratlarning hosil bo’lish issiqliklari 

Reja:
Кirish:

1. 
   Asosiy qism.:
   

I.1. Moddalarning erish issiqlik jarayonlari va xarakteristikasi : 
I.3 Tuzning erish issiqlik jarayonlari va uni aniqlash
I.4. Kirstallogidratlarning hosil bo’lishi



I 5. Kristallogidratlar



I.6 Kristallogidratlarning hosil bo’lish issiqliklari

2. 
   Tajribaviy qism:
   

II.1. Kerakli asboblar va reaktivlar

II.2. Kristallogidratlarning hosil bo’lish issiqliklarini aniqlash
II.3 Olingan antijalar tahlili

3. 
   Xulosa va takliflar 
   
   
   
4. 
   Foydalanilgan adabiyotlar ro`yxati
   

KIRISH

Ilm –fan –taraqqiyot asosi. Zamonaviy ilm-fanyutuqlariga, innavatsiyong'yalarga tayamagan davlatining ham, Jamiyatning ham kelajagi yo'q. Faqat ilm va ma'rifat, intellectual salohiyat, har tomonlama bilimli kadirlar hisobidan biz O'bekistonni yangi taraqqyot bosqichiga lib chiqa olamiz.
Shavkat Mirziyoyev O'zbekiston Prezidenti

1997 yil 29 avgustda “Ta’lim to’g’risida”gi Qonun va “Kadrlar tayyorlash milliy dasturi” qabul qilingandan so’ng respublikamiz butun ta’lim tizimi, jumladan, bakalavriat va magistrlar tayyorlash yo’nalishini ham tubdan isloh qilishning aniq strategik dasturiga ega bo’ldi. Ana shu tarixiy hujjat qatorida Kadrlar tayyorlash milliy dasturining amaliy ijrosiga, shuningdek, bakalavr va magistrlar tayyorlashga bag’ishlangan.

O’zbekiston Prezidentining o’ndan ortiq Farmon va farmoyishlari, O’zbekiston Respublikasi Vazirlar Mahkamasining qarorlari qabul qilindi. Xususan, 2004 yil 19 fevralda O’zbekiston Respublikasi Prezidentining “2004-2008 yillarda Maktab ta’limini rivojlantirish dasturini tayyorlash chora-tadbirlari to’g’risida”gi farmoyishi, 2004 yil 21 mayda “2004-2009 yillarda maktab ta’limini rivojlantirishning davlat umummilliy dasturi to’g’risida”gi Farmonlarning qabul qilinishi ta’lim rivoji millat, xalq taqdiriga, yangi yosh avlodning kelajagiga, iqtidoriga daxldor ekanini ko’zda tutadi. Kadrlar tayyorlash milliy dasturi va Maktab ta’limini rivojlantirish Davlat umummilliy dasturining ijrosi amalda nihoyasiga yetkazildi. 9 yillik umumta’lim maktab bosqichini va 3 yillik o’rta maxsus, kasb-hunar ta’limi bosqichini o’z ichiga olgan uzluksiz yaxlit ta’lim tizimi yaratildi. Bir so’z bilan aytganda, farzandlarimizga umumiy ta’lim bilan birga, zamonaviy kasb-hunarga ega bo’lish imkonini beradigan 12 yillik ta’lim tizimiga o’tish yakunlanmoqda. Mazkur huquqiy hujjatlarda birinchidan, yangi ta’lim tizimi, ikkinchidan, yangi avlod kadrlarini tayyorlashda ta’lim sohasidagi o’zgarishlar, yangi kasb sohalarining paydo bo’lganligi va uning O’zbekiston sharoiti, ahamiyatligi bilan bog’liq jihatlari, uchinchidan, bunda 4 har bir viloyat, hudud va mintaqa xususiyatlarini hisobga olish tajribasining afzalliklari, to’rtinchidan, mamlakatimiz oliy ta’lim sohasidagi 71 ta muassasa tayyorlab beradigan yangi avlod kadrlari, ularning umumiy va o’ziga xos jihatlariga e’tibor qaratildi. O’zbekiston Respublikasi Prezidentining 2008 yil 29 fevralda “Yoshlar yili” Davlat dasturi to’g’risidagi qarori e’lon qilindi. Qarorda “Yoshlar yili”da bajarilishi lozim bo’lgan asosiy va muhim vazifalar belgilab berildi va ular ijrosi 9 ta yo’nalishda amalga oshirildi. Ta’lim sohasidagi davlat siyosatining asosiy prinsiplari quyidagilardan iborat: ta’lim va tarbiyaning insonparvar, demokratik xarakterda ekanligi; ta’limning uzluksizligi va izchilligi; umumiy o’rta, shuningdek o’rta maxsus, kasb hunar ta’limining majburiyligi o’rta maxsus, kasb hunar ta’limining yo’nalishini: akadmik litseyda yoki kasb hunar kollejida o’qishning tanlashning ixtiyoriyligi; ta’lim tizimining dunyoviy xarakterda ekanligi: davlat ta’lim standartlari doirasida ta’lim olishning hamma uchun ochiqligi: ta’lim dasturlarini tanlashga yagona va tabaqalashtirilgan yondashuv: ta’lim tizimida davlat va jamoat boshqaruvini uyg’unlashtirish: Mamlakatimiz oliy ta‘lim muassasalarida 2012-2013 o‘quv yiliga tayyorgarlik ko‘rish va yaratilayotgan shart-sharoitlardan keng jamoatchilikni xabardor qilish maqsadida joriy yilning 24 avgust kuni Milliy matbuot markazida Oliy va o‘rta maxsus ta‘lim vazirligi tomonidan matbuot anjumani o‘tkazildi. Tadbirda vazirlik rahbariyati va mas‘ul xodimlari, oliy ta‘lim muassasalari rektorlari, prorektorlari hamda OAV vakillari ishtirok etdi. 5 Yangi o‘quv yiliga puxta tayyorgarlik ko‘rish, talabalar uchun zamonaviy shart-sharoitlarni yaratish, o‘quv jarayoniga eng ilg‘or pedagogik texnologiyalarni joriy etish, axborot-kommunikatsiya texnologiyalarini keng qo‘llash, Axborot-resurs markazlarining samarali ishlashini ta‘minlash, laboratoriya amaliyoti va kasbiy amaliyotni kerakli darajada tashkil etish, talabalarni ilmiy-tadqiqot ishlariga jalb qilish, shuningdek, yuqori malakali professor-o‘qituvchilar tarkibini shakllantirish har tomonlama bilimli va yuqori malakali kadrlarni tayyorlashda muhim omil bo‘lib xizmat qiladi.

Yaqinda respublikamiz oliy ta‘lim muassasalariga bakalavriat ta‘lim yo‘nalishiga kirish bo‘yicha test imtihonlari natijalari e‘lon qilinib, unga ko‘ra, yangi o‘quv yilidan boshlab 56 607 nafar 1-kurs bakalavrlar o‘qishni boshlaydi. Talabalikka qabul qilinganlarning 10%i esa o‘qishga kirishda belgilangan imtiyozlardan foydalangan.Ular asosan muddatli harbiy xizmatni imtiyozli o‘tab kelgan yoshlar, respublika va xalqaro fan olimpiadalari g‘oliblari.

Aytish joizki, ta‘lim sohasidagi davlat siyosatini yangi islohotlar bosqichiga ko‘tarishga xizmat qilayotgan muhtaram Prezidentimiz tomonidan qabul qilingan “Oliy ta‘lim muassasalarining moddiy-texnik bazasini mustahkamlash va yuqori malakali mutaxassislar tayyorlash sifatini tubdan yaxshilash chora-tadbirlari to‘g‘risida”gi qaror bilan 2011-2016 yillarda oliy ta‘lim muassasalarining moddiy-texnik bazasini modernizatsiyalash va mutaxassislar tayyorlash sifatini tubdan yaxshilash bo‘yicha Dastur tasdiqlandi. Mazkur Dastur bilan Oliy ta‘lim muassasalarining modiy-texnik bazasini mustahkamlash va modernizatsiyalash, ularni zamonaviy o‘quv va ilmiy-laboratoriya jihozlari bilan ta‘minlash, yuqori malakali kadrlar tayyorlash yo‘nalishlari va mutaxassisliklarini maqbullashtirish, ta‘lim standartlarini takomillashtirish hisobiga ta‘lim jarayonini sifat jihatidan 6 yangi bosqichga ko‘tarish, ilg‘or pedagogik texnologiyalar va o‘qitish shakllarini joriy etish, o‘qituvchi kadrlar mehnatini rag‘batlantirishni kuchaytirish asosida iqtisodiyot soha va tarmoqlarida talab qilinadigan oliy ma‘lumotga ega mutaxassislarni tayyorlash sifatini tubdan yaxshilash choratadbirlari belgilangan. Dasturni amalga oshirish davomida oliy ta‘lim muassasalarida 190ta o‘quv-laboratoriya binolari, talabalar turar joylari va sport inshootlarini zamonaviy tarzda qurish, rekonstruktsiya qilish va mukammal ta‘mirlash ko‘zda tutilgan. Bugungi kunda 8 ta oliy ta‘lim muassasalarining 32 yaqin ob‘ektlarida qurish, rekonstruktsiya qilish va ta‘mirlash ishlari boshlab yuborilgan. Shu bilan bir qatorda, OTMlarida mavjud infratuzilmani yanada rivojlantirish, talabalarni darsdan bo‘sh vaqtlarini mazmunli tashkil etish maqsadida sport inshootlari, axborot resurs markazlari, ovqatlanish shaxobchalari kabi ob‘ektlarni qo‘shimcha yaratish va zamonaviy jihozlash masalalari ham ko‘zda tutilgan.

2012-2013 o‘quv yiliga ma‘naviy-axloqiy tarbiya yo‘nalishida olib borilayotgan ishlar bevosita “Mustahkam oila yili” Davlat dasturi bilan bog‘liq holda amalga oshirilmoqda. O‘zbekiston Respublikasi Prezidenti Islom Karimovning 9 may – Xotira va qadrlash kuni munosabati bilan “Inson xotirasi – boqiy, qadrqimmati - ulug‘” mavzuida ommaviy axborot vositalariga bergan intervьyusi mazmun-mohiyatini o‘rganish bo‘yicha ilmiy ommabop risola tayyorlanib, 2012-2013-o‘quv yilidan boshlab risola asosida maxsus kurs o‘qitiladi. 7 Kurs ishining yozilishidan maqsad shundan iboratki, bunda talaba o’zi mustaqil ravishda izlanadi, izlangan sari bu mavzuni mustaqil ravishida o’zlashtirib boradi. Kurs ishining vazifasi talabaga darslikdan tashqari kitoblardan ham ma’lumot yig’ish uni o’rganish va kerak bo’lganda o’rgangan bilimlarini takomillashtirib hayotga tadbiq etishiga, qisqa qilib aytganda talabaning bilim darajasini mukammanlashtirishga yordam beradi. Prizedentimiz Islom Abdug’aninievich Karimov ham bu xususda alohida to’xtalib, yosh va bilimga boy kadrlar har tomonlama O’zbekistonning rivojlanishiga katta hissa qo’shajagini bir nechamarta takrorlagan va tegishli qonun va qoidalar chiqargan.

O’zbekistonda kimyo fani va sanoatining rivojlanishi Toshkent Davlat universiteti (hozirgi O’zbekiston milliy universiteti)ning kimyo fakultetini tashkil etilishi bilan bog’liq. Hozirgi kunda O’zbekiston Fanlar akademiyasi qoshidagi kimyoga doir ilmiy-tekshirish institutlarida va mustaqil respublikamizdagi ko’p sondagi oliy o’quv yurtlarining kimyo va kimyoviy texnologiya kafedralarida olimlar, mutaxassislar kimyo fani va sanoatining eng muhim muammolarini tadqiq qilish bilan shug’ullanmoqdalar. Respublikamizning kimyo fani va sanoati rivojiga hissa ko’shgan va qo’shayotgan akademiklar O.S.Sodiqov, S.Yu.Yunusov, K.S.Ahmedov, M.N.Nabiev, X.U.Usmonov, M.Asqarov, Z.Salimov va boshqa yirik kimyogar olimlarning ilmiy ishlari xorij davlatlarida ham mashhurdir. 
Tadqiqot maqsadi: eritmalarda kristallogidratlarni hosil qilish va ajraladigan yoki yutiladigan eneriyani o’rganish

Tatqiqot vazifalari:
Eritmalar tarkibiida kristallogidratlar hosil qiladigan tuzlarni aniqlash

Kristallogidratlarning fizik-kimyoviy xossalarini o’rganish

Kristallogidratlar hosil bo’lish issiqlik jarayonlarini aniqlash

Amaliyotga kerakli kristallogidratlarni sanoatga tadbiq etish

Tadqiqot predmeti. Dipers sistemalar, kolloid eritmalar, dag’al eritmalar, geterogen va gomogen eritmalar, ariometr, haydash asboblari, tuzlar

Kursi ishi tuzilishi: ushbu kurs ishi tuzilishi III ta asosiy bobni tashkil qiladi. Kurs ishi kirish qismida mavzuning dolzarbligi, zarurati, obyekti, predmeti, vazifalari ilmiy yangiliklari berilgan. I bob asosiy qism deb ataladi. 3 ta qismdan iborat. II bob tajribaviy qism bo’lib 3 qismdan iborat kurs ishi oxirida xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati keltirilgan. Kurs ishi 30 betdan iborat.

1. 
   Asosiy qism:
   

I . 1. Moddalarning erish issiqlik jarayonlari va xarakteristikasi.  Tuzning erish issiqlik jarayonlari va uni aniqlash.
Tuzlar suvda eriganda issiqlik yo yutiladi, yoki chiqadi. Modda xolati o`zgarganda va ximiyaviy reaksiya bo`lganda chiqadigan issiqlik effektini termoximiya o`rganadi. Rus akademigi G.I.Gess kashf qilgan qonun termximiyaga asos soladi. Bu qonunga muvofiq, revksiyaninig issiqlik effekti o`zaro taьsir etuvchi moddalarntng dastlabki va oxirgi holatlariga bog’liq bo`lib, shu moddalarning bir holatdan boshqa holatga qanday yo`l bilan o`tganiga bog’liq emas. Modda o`zgarishining issiqlik effektinii bevosita aniq o`lchab bo`lmaydigan hollarda shu qonundan foydalanib, uning qiymati hisoblab topiladi. Masalan, kristallogidrat hosil bo`lshida chiqadigan issiqlik qiymatini bevosita aniq o`lchash qiyin, chunki suvsiz qattiq modda bilan suvda kristallogidratlar hosil bo`lish reaksiyasi dastlab suvsiz modda kristallchalari sirtqi qavatlarida suv bilan ta’sir etib bo`lguncha tez boradi, keyin esa reaksich juda sekinlashib qoladi Bundan tashqari, modda suvdv erishi natijasida jarayon juda murakkablashib ketadi. Ammo termoximiyaning asosiy qonunidan foydalanib, krisstallogadrat hosil bo`lish issiqligini bilvosita yo`l bilan hisoblab topish mumkin; bunig uchun suvsiz tuz hamda kristallogidratning erish issiqligi o`lchanadi va birinchi qiymatdan ikkinchi qiymat ayirib tashlanadi. Tuz suvda eriganda quyidagi jarayonlar bir vaqitda boradi:1.ionlarning krstall panjarasi buziladi . Bunda Q1 teng miqdorda issiqlik yutiladi. 2. Ionlar gidratlanadi, bunda Q2 teng miqdorda issiqlik chiqadi. Tuzning erish issiqligi jarayolar issiqlik effektining algebraik summvsiga teng: Qerish = Q2 + Q1 Kristall panjarasi mustaxkam bo`lgan va eritma sust gadratlanadigan moddalar eriganda issiqlik yutiladi. Kristall panjarasi mustaxkam bo`lmagan yoki eritmada kuchli gidratlangan (masalan, N + va ON- ) ionlnr hosil qiladigan moddalar eriganda esa issiqlik chiqadi. Eritiladigan bir molь moddaga to`g’ri keladigan erituvchining miqdori oshirilsa, moddaning erish issiqligi ko`tariladi. Agar bir molь moddaga 100-300moldan ko`proq erituvchi to`g’ri kelsa, eritma yana suyultirilishi baoan erish issiqligi qiymati sezilar-sezilmas o`zgaradi. Bir molь modda erituvchida yutiladigan yoki ajralib chiqadigan issiqlik miqdori erish issiqligi deyiladi, erituvchidan shuncha miqdorda olingan bo`ladiki, erituvchidan yana qo`shilishi bilan issiqlik effekti o`lchab bo`lmaydigan darajada o`zgaradi.

Ishning maqsadi 

1. Issiqlikni kalorimetrik metodda o`lchash usuli bilan tanishish. 

2. Tuzning erish issiqligini topish . 

3. Susiz tuzdan kristallogidratlar hosil bo`lish issiqligini topish. 

Ish uchun kerakli jixozlar 

Aralashtirgich o`rnatilgan D’yuar idishi; 0,5l li kolba; Bekman termometri; 

tuz solish uchun probirka; shisha tayoqcha; analitik tarozi, 1 minutga 

mo`jjallangan qum soat. Kaliy nitrat; mis kuporasi; suvsiz mis (II)-sulьfat. 

Asbobning tavsifi Tuzning erish issiqligini topish uchun kalorimetrdan foydalansa bo`ladi (5- rasm). 500ml li Dьyur idish (1) og’zi probka (3) yordamida Bekman termometri (4) o`rnatiladi va tuz solish uchun probka (ampula) (5) mahkamlanadi, probkaning ichida shisha tayoqcha (6) bo`ladi. Eritma (7) 

bilan aralashtiriladi. Kalorimetrning doimiyligini topish Kalorimetr ichida bo`ladigan jarayonning issiqlik effektini hisoblash uchun kalorimetr doimiyligini, aralashtirgich, suv va tuz solingan probirka bilan birgalikda 10S ga isitish uchun kerak bo`lgan issiqlik kaloriya hisobida 

bo`lishi zarur. Δt darajaga isitish uchun 

Q = KΔt 

Issiqlik kerak bo`ladi. Kalorimetr doimiyligi K ni erish issiqligi 

maьlum bo`lgan biror tuz, kaliy nitratning, erish issiqligidan foydalanib 

topsa bo`ladi. Buning uchun (6-7 g) kaliy nitrat tuzini xovonchaga solib, 

yaxshilab tuyiladi. Ichiga tayoqcha solingan bo`sh ampulaga bir gramgacha 

aniqlikda tortiladi, ampulaga taxminan 

Kristallogidratning hosil bo’lish issiqligini quyidagi formula bo`yicha hisoblanadi: Hh.b.kristallogidrat= Herish suvsiz-Herish kristallogidrat 

I.4. Kristallogidratlarning hosil bo’lish issiqliklari 

Kristallogidratlar (kristallar va gidratlar) — tarkibida suv boʻlgan kristall birikmalar . Gidratlanish issiqligi deb 1 mol suvsiz qattiq tuzga tegishli miqdordagikristallizasiya suvning biriktirib barqaror kristallogidrat hosil qilish jarayonida ajralib chiqqan issiqlikka aytiladi. CuSO4•5H₂O kristallogidratining hosil bo’lish issiqligini eksperi-mental usulda aniqlash qiyin. Chunki bu jarayonda turli tarkibdagi kristallogidratlar hosil bo’ladi. Agar dastlabki holat sifatida suvsiz CuSO4 tuzini olsak, u holda Cu²⁺ va SO₄^2- gidratlangan ionlarini eritmada ikki xil yo’l bilan hosil qilish mumkin. Bevosita CuSO₄ ni eritish va kristallogidrat hosil qilib so’ngra uni eritish yo’li bilan: 

CuSO₄ (ΔHm)1 Cu²⁺ + SO₄^2- 

(ΔHm)₃ (ΔHm)₂ 

CuSO₄ • 5H₂O 

Gess qonuniga ko’ra: 

(ΔHm)1 = (ΔHm)₂ + (ΔHm)₃ 

bunda (ΔHm)₁; (ΔHm)₂; (ΔHm₎₃

tegishlicha suvsiz tuzning, kristallogidratning erish issiqliklari hamda gidratlanish issiqligi. Gidratlanish issiqligini quyidagicha aniqlaymiz: (ΔHm)3 = (ΔHm)1 - (ΔHm)2 Integral erish issiqligi (ΔHm) deb 1 mol moddani muayyan miqdordagi erituvchida eritishda entalpiya o’zgarishi tushuniladi. Integral erish issiqliklari erituvchining mollar soniga bog’liq bo’lib, odatda uning qiymatlari ma’lumotlarda keltiriladi. Erish issiqligining ishorasi manfiy ham, musbat ham bo’lishi mumkin. Yuqoridagi misolimizda keltirilgan (ΔHm)1; (ΔHm)2; (ΔHm)3 larning ishoralarini aniqlaylik. Qattiq moddaning erish issiqligi modda kristall panjarasining buzilishi 

uchun yutiladigan hamda ionlarning solvatlanishi uchun ajralib chiqadigan 

issiqlikdan iborat. Issiqlik effektining ishorasi bu issiqliklarning qaysi biri katta ekanligiga bog’liq. Suvsiz tuz eriganda solvatlanish effekti katta (ΔHm)1<0bo’lsa, aksincha kristallogidrat eritilganda kristall panjaraning buzilish effekti katta 

(ΔHm)2>0 bo’ladi. Bularni inobatga olib CuSO4 ning gidratlanish issiqligi ishorasi 

manfiy ekanligini aniqlash mumkin. Demak jarayon ekzotermik ekan. 

Shuningdek, Gess qonuni kuchli kislota va kuchli ishqorlarning 

neytrallanish issiqligini aniqlashga imkon beradi. 

Neytrallanish issiqligi deb vodorod va gidroksil ionlaridan bir mol suvning 

hosil bo’lish reaksiyasi issiqlik effektiga aytiladi: 

H+ + OH- = H2O + Q1 

Kuchli kislota va kuchli asoslarning neytrallanishida neytrallanish issiqligi 

deyarli bir xil bo’ladi. Reagentlar suyultirilganda neytrallanish issiqligi oxirgi 

qiymatga, ya’ni 298 K da -55,9 kJ/mol ga yaqinlashadi. 

Kuchli kislota (HCI) ning kuchli asos (NaOH) bilan reaksiyasini 

quyidagicha yozish mumkin: 

Reaksiyalarning issiqlik effektlarini entalpiya diagrammalari ko’rinishida 

ham ifodalash mumkin. Diagrammaning yuqorigi qismi dastlabki daraja deyilib, 

unda entalpiya qiymati N0 = 0 bo’ladi va shartli ravishda barcha erkin elementlar 

standart holatida deb shartli hisoblanadi. 

O’z – o’zicha boruvchi va o’z – o’zicha

bormaydigan jarayonlar

Tabiatda mavjud bo’lgan jarayonlar ma‘lum tomonga yo’nalgan bo’ladi, ularni orqaga qaytarish uchun energiya sarflash kerak bo’ladi. Masalan, doimo issiqlik issiq jismdan sovuq jismga o’z – o’zicha o’tadi, turli bosimdagi gazlar o’z bosimini tenglashtirishga intiladi, ishqalanish jarayonlarida ish issiqlikka aylanadi, elektr yuqori potensialdan past potensial tomon o’tadi, idihslarga solingan suyuqlikning sirti tenglashadi, turli bosimdagi gazlar yuqori bosimdan past bosim tomon, ya‘ni bosimlar tenglashish tomoniga boradi va hokazo. Bu xildagi jarayonlar ma‘lum tezlik bilan muvozanat tomon harakat qiladi. Ular «o’z – o’zicha» boradigan yoki musbat jarayonlar deyiladi. Bu xil jarayonlarda sistema ish bajaradi, ya‘ni energiya ajraladi.

Lekin yuqorida keltirilgan jarayonlar teskari yo’nalishda ham borishi mumkin. Bunday jarayonlar ko’p. Masalan, issiqlikni sovuq jismdan issiq jismga o’tkazib (masalan, muzlatgichlarda) issiqlikni ishga aylantirish mumkin. Bu xildagi jarayonlar energitika sanoatida keng qo’llaniladi. Lekin bu xildagi jarayonlar «o’z – o’zicha» bormaydi, ularning borishi uchun sistemaga tashqaridan qo’shimcha energiya berish, ya‘ni sarflash kerak bo’ladi. Ular o’z – o’zicha bormaydigan yoki manfiy jarayonlar deyiladi.

O’z – o’zicha bormaydigan jarayonlarning sodir bo’lishi uchun ular o’z – o’zicha boradigan jarayonlar bilan birgalikda olib borilishi kerak. Masalan, o’z – o’zicha bormaydigan issiqlikning ishga aylanish jarayoni o’z – o’zicha sodir bo’ladigan issiqlikning issiq jismdan sovuq jismga o’tish jarayoni bilan birgalikda olib boriladi. Shunday qilib, o’z – o’zicha bormaydigan jarayonlarning borishi uchun kompensatsiya zarur, ya‘ni ular o’z – o’zicha boradigan jarayonlar bilan birlashtirilishi, tashqaridan energiya sarf qilinishi kerak.

Termodinamikaviy qaytar jarayonlar

fizikaviy kimyo faniga ideal gaz, ideal eritma tushunchalari kiritilgan. Termodinamikada ham ideal jarayon tushunchasi ishlatiladi. Bu termodinamikaviy qaytar jarayon (TQJ) deb ataladi.

Ideal holat tushunchasini qo’llash va ularning qonunyatlarini o’rganish amaliy va nazariy ahamiyatga egadir. Nazariy ahamiyati shundan iboratki, ideal holat real holat qonunlarini aniqlashga yordam beradi. Masalan, ideal gazlarning holat tenglamasi – Klapeyron – Mendeleev tenglamasi – PV = nRT asosida real Vaals tenglamasi keltirib chiqarilgan. Amaliy ahamiyati ba‘zan, ma‘lum sharoitda real holat ideal holatga yaqinlashadi (masalan, siyraklashgan gazlar), aniq hisoblash talab qilinmaganda esa real holatga ideal holatning oddiy qonunlarini qo’llash mumkin. Shunday qilib, «ideal» tushunchasining kiritilishi bir qancha afzalliklarga ega.

TQJ ideal bo’lib, haqiqatda u tabiatda uchramaydigan jarayon, lekin unga ma‘lum aniqlik bilan yondoshish mumkin. Agar jarayonni faqat to’g’ri tomonga emas, balki teskari tomonga ham olib borish mumkin bo’lsa va bu vaqtda faqat sistemagina emas, balki atrofdagi muhit ham o’zining oldingi holatiga qaytsa, bunday jarayonga termodinamikaviy qaytar jarayon deb ataladi, ya‘ni bu jarayondan so’ng undan dunyoda hech qanday nom – nishon kolmasligi shart.

Muvozanat holatdan, cheksiz kichik farq qilgan holatga – kvazistatik holat deyiladi. Kvazistatik holatda cheksiz kichik o’zgarish shu jarayonni to’g’ri va teskari tomonga borishiga olib kelishi mumkin. Jarayon termodinamikaviy qaytar bo’ladi.

SHunday qilib, jarayon termodinamikaviy qaytar bo’lishi uchun: a) jarayon bir yo’ldan borib, shu yo’ldan qaytishi; b) jarayonning hamma bosqichi qaytar bo’lishi; v) jarayonning hamma bosqichi muvozanat holatidan cheksiz kichik farq qilishi; g) qarama – qarshi kuchlarning farqi cheksiz kichik bo’lishi kerak.

O’lchab bo’ladigan tezlikda boradigan jarayon termodinamikaviy qaytmas bo’ladi.

Kimyoviy jarayonlarni termodinamikaviy qaytar ravishda olib borish usullari bilan quyidagi misolda tanishish mumkin.

H₂ + J₂  2HJ

Reaksiya muvozanatda turgan bo’lsin. Reaksiyani chapdan o’ngga olib borish uchun sistemaga H₂, J₂ (yoki bittasini) ni qo’shish yoki sistemadan HJ ni chetlatish kerak. O’ngdan chapga siljitish uchun esa bu tadbirning teskarisini qilish kerak. Jarayon termodinamik qaytar bo’lishi uchun qo’shiladigan yoki olinadigan moddalarning miqdori har xil muvozanat kontsentratsiyasidan (muvozanat holat qaror topgan paytdagi kontsentratsiyadan) cheksiz kam farq qilishi kerak.

Muvozanat va nomuvozanat jarayonlar

Muvozanat jarayon sistemaning ichida boradi. Agarda, sistemaning holatini belgilovchi parametrlar – temperatura, bosim, kontsentratsiya va umuman intensiv xossalar (sistemaning massasiga bog’liq bo’lmagan xossalar) sistemaning turli joylarida turlicha bo’lsa, bu parametrlar, massa va energiyaning tenglashishiga intilib, muvozanat tomon harakat qiladi. Bu xil jarayon izolirlangan sistemada boradi. Bunga o’z – o’zicha boruvchi jarayonlar misol bo’la oladi.

Nomuvozanat jarayon sistema bilan tashqi ta‘sir o’rtasida boradi – sistemaning holatini belgilovchi tashqi ta‘sirlar o’zgargan vaqtda sodir bo’ladi. Tashqi ta‘sir o’zgarganda, sistema shu ta‘sirga mos ravishda muvozanat holatiga keladi, demak, har qaysi vaqtda sistemaning parametrlari tashqi ta‘sir bilan muvozanatda turadi. Agar tashqi ta‘sirning o’zgarishi to’xtatilsa, shu on sistemadagi muvozanat jarayoni ham to’xtaydi. Bu xil jarayonlar qaytar va qaytmas borishi mumkin. Termodinamikaning ikkinchi qonuni bir necha xil postulatlar yordamida ta‘riflanadi. Bu postulatlarning hammasi bir xil natijaga olib keladi. Xoxlagan postulatdan boshqa postulatlarni mantiqiy keltirib chiqarish mumkin. Amaliyotda ko’p amalga oshiriladigan energetik o’zgarishlarni bo’lishi, ya‘ni issiqlikni ishga aylanish jarayoni Klauzius postulati asosida amalga oshadi. Klauzius postulatiga muvoviq – issiqlik issiq jismdan sovuq jismga o’z – o’zicha o’tadi.

Issiqlik manbaining o’zida ishga aylanmaydi. Buning uchun issiqlikni issiqlik manbaidan olib, ishga aylantiradigan ishchi jism bo’lishi kerak. Masalan, issiqlik gazga (ishchi jism) berilsa, u kengayib ish bajaradi. Davomli ish qilish uchun gazni uzluksiz kengaytirish kerak, lekin bu mumkin emas. Demak, gaz yana kengayib – siqilib o’zgarishi kerak. Agar gaz biror temperaturada kengaytirilsa va natijada ish bajarsa, u yana shu temperaturada siqilishi, kengaytirilganda bajarilgan ishga teng ish sarflanishi kerak. Demak, hech qanday foydali ish bajarilmaydi. Foydali ish bajarilishi uchun siqilishda sarflangan ish gazning kengayib bajargan ishidan kam bo’lishi kerak. Buning uchun siqilish jarayonini kengayishdagiga nisbatan pastroq temperaturada olib borish kerak. Demak, ishchi jism sovitilishi kerak, ya‘ni issiqlik manbaining issiqligini ishga aylantirish uchun sovitgich ham bo’lishi shart (V. 1 – rasm)



V. 1 – rasm. Issiqlikning ishga aylanishi

Bunday holda Klauzius postultiga muvofiq, issiqlik manbadan o’z – o’zicha sovitgichga o’taveradi. Shunday qilib, issiqlik manbaidan olingan Q issiqlikning hammasi ishga aylanmaydi, uning bir qismi issiq holida Q₀ sovitkichga beriladi, A = Q – Q₀ qismi esa ishga aylanadi. Issiqlikning ishga aylangan qismini Q ga nisbati foydali ish koeffitsientidir.