☰ Mundarija · Fizika

Termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlari

Darslar 27 · 1 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 10-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2017
27

Issiqlik jarayonlarining qaytmasligi. Termodinamika qonunlari

Darslik: 98–101-betlar
MaqsadQaytar va qaytmas jarayonlar, ichki energiya, termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlarini bilish hamda ΔU, Q, A bog‘liqligini masalalarda qo‘llash.
Yangi so‘zlar
ichki energiya · internal energyqaytmas jarayon · irreversible processtermodinamikaning birinchi qonuni · first law of thermodynamicsabadiy dvigatel · perpetual motion machine
Tushuntirish

Sistema oxirgi holatdan dastlabki holatga o‘sha oraliq holatlar orqali qaytsa, jarayon qaytar; real jarayonlar (ishqalanish, issiqlik almashinuvi) qaytmas, qaytar jarayon – ideallashtirish. Termodinamik sistemaning ichki energiyasi U – molekulalarning tartibsiz harakat kinetik energiyalari va ularning o‘zaro ta’sir potensial energiyalarining yig‘indisi; u faqat holatga bog‘liq, shuning uchun jarayonda uning o‘zgarishi ΔU muhim. Birinchi qonun (energiyaning saqlanish qonuni): sistemaga berilgan issiqlik miqdori ichki energiyani oshirishga va sistemaning tashqi kuchlarga qarshi bajargan ishiga sarflanadi: Q = ΔU + A. Berilgan issiqlik Q > 0, olingan issiqlik Q < 0; sistema ish bajarsa A > 0, ustida ish bajarilsa A < 0. Bu qonun birinchi tur abadiy dvigatel (energiya sarflamay ish beradigan mashina) mumkin emasligini ko‘rsatadi. Ikkinchi qonun jarayon yo‘nalishini belgilaydi: Klauzius – issiqlik o‘z-o‘zidan sovuq jismdan issiq jismga o‘tmaydi; Plank – issiqlik to‘liq ishga aylanadigan jarayon yo‘q. Shu sababli ikkinchi tur abadiy dvigatel ham mumkin emas.

Namunalar
Gazga 800 J issiqlik berildi, gaz 300 J ish bajardi: ΔU = Q – A = 800 – 300 = 500 J (ichki energiya ortdi).
Gaz ustida tashqi kuchlar 200 J ish bajardi (A = –200 J) va gaz 120 J issiqlik chiqardi (Q = –120 J): ΔU = Q – A = –120 + 200 = 80 J. Izobarik kengayishda (p = 100 kPa) hajm 0,002 m³ ga ortsa, A = pΔV = 100 000·0,002 = 200 J.
Sinfda faoliyat

Faqat o‘qituvchi bilan: ikki xil haroratdagi (issiq va sovuq) suv idishlarini bir joyga qo‘yib, haroratlar tenglashishini kuzating va issiqlik o‘z-o‘zidan qaysi tomonga o‘tishini tushuntiring. Qaynoq suv ishlatmang.

Mashq
1
Termodinamikaning birinchi qonunini formula bilan yozing.
2
Gazga 900 J issiqlik berildi, gaz 400 J ish bajardi. Ichki energiya necha J ga o‘zgardi?
3
Izobarik jarayonda p = 200 kPa (200000 Pa), hajm 0,003 m³ ga ortdi. Gaz ishi necha J?
4
Nima uchun issiqlik o‘z-o‘zidan sovuq jismdan issiq jismga o‘tmaydi?