Termodinamikanın birinci qanunu




Yüklə 43.44 Kb.
tarix22.04.2016
ölçüsü43.44 Kb.
Termodinamikanın birinci qanunu

Məlum olduğu kimi, termodinamikanın birinci qanunu istiliyin mexaniki enerjiyə və əksinə çevrilməsini ifadə edir. Həmin qanun enerjinin saxlanması nəzəriyyəsinə əsaslanır. İstilik enerjisinin mexaniki enerjiyə çevrilməsinə dair bir misal göstərək. Tutaq ki, hərəkətedən pistonlu bir silindrdəki 1 kq qaza cüzi miqdarda (məsələn, dq qədər) istilik verilmişdir (şəkil 1). Bu istiliyin təsiri ilə silindrin içərisində olan qaz qızacaqdır. Bu qızma nəticəsində qaz molekullarının kinetik enerjisi artacaq və bunların divarlara vurduqları zərbələrin artması nəticəsində piston dS məsafəsi qədər hərəkət edəcəkdir. Fərz edək ki, pistonun gördüyü iş dl-ə bərabər olacaqdır. Burada qaz genişləndiyi üçün onun molekulları arasındakı məsafə də artacaqdır ki, bu da molekulların daxili potensial enerjilərinin dəyişməsinə səbəb olacaqdır.



Şək. 1.


Yuxarıdan göründüyü kimi qaza dq istiliyinin verilməsi sayəsində, qaz müəyyən iş gördü və onun daxili enerjisi du qədər dəyişdi.

Termodinamikanın birinci qanunundan məlumdur ki, bir enerji başqa bir enerjiyə keçdikdə onların arasında müəyyən ekvivalentlik olmalıdır. Belə halda isə verilən istiliyin bir hissəsi qazın daxili enerjisinin dəyişməsinə, digər hissəsi isə (dl) işin yerinə yetirilməsinə sərf olunacaqdır. Bunları nəzərə alaraq termodinamikanın birinci qanununu aşağıdakı şəkildə yazmaq olar:



və ya


.

Bu termodinamikanın birinci qanununun riyazi ifadəsidir. Təzyiq sabit olduqda belə prosesə izobar prosesi deyilir. Qazın gördüyü iş dl=pd olduğundan (§14) termodinamikanın birinci qanununun riyazi ifadəsi aşağıdakı şəkildə də yazıla bilər:



, (II.2)

yəni, sistemə verilən istilik onun daxili enerjisinin artmasına və xarici qüvvələrə qarşı görülən işə sərf olunur.

Deməli, (II.2) tənliyi termodinamikanın birinci qanununu izobar proses üçün riyazi ifadəsidir.

(II.2) tənliyinin hər bir həddi şəraitdən asılı olaraq müsbət, mənfi və ya sıfır ola bilər. Məsələn, sistemə istilik verilirsə dq0, azalırsa du0, sistem xarici təzyiqə qarşı iş görərək genişlənirsə dl0, sistem üzərində iş görülərək sıxılırsa dl0 olur.



dq=0 olursa, yəni sistemə kənardan istilik verilmirsə və o istilik itirmirsə, başqa sözlə sistemlə onu əhatə edən mühit arasında heç bir istilik mübadiləsi yoxdursa, onda (II.2) tənliyi

şəklini alır. Yəni, bu halda ancaq sistemin daxili enerjisinin azalması hesabına iş görülə bilər. Bu cür prosesə adiabatik proses deyilir. sistem adiabatik sıxıldıqda onun üzərində görülən iş ancaq sistemin daxili enerjisinin artmasına sərf olunur. (II.2) tənliyində dl=0 olduqda dq=du olur. Yəni, sistemə verilən istiliyin hamısı onun daxili enerjisinin artmasına sərf olunur. Çünki dl=pd=0 və ya =const olur. Belə prosesə izoxor prosesi deyilir. (II.2) tənliyində du=0 olduqda



olur. Yəni, bu halda sistemə verilən istilik tamamilə görülən işə sərf olunur və onun daxili enerjisi heç dəyişmir. Belə prosesə izotermik proses deyilir.

(II.2) tənliyini sistemin hər hansı sonlu dəyişməsi üçün

(II.3)

şəklində yazmaq olar.

Həmin düsturdan göründüyü kimi, sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi onun prosesin başlanğıcında və sonundakı qiymətlərinin fərqi ilə təyin edilir və prosesin xarakterindən asılı deyildir. İşin qiyməti isə prosesin xarakterindən asılı olur.

l işi prosesin xarakterindən asılı olduğundan və cismə verilən istilik miqdarı, daxili enerjinin dəyişməsi ilə görülən işin cəbri cəminə bərabər olduğundan, cismə verilən istilik miqdarı q də prosesin xarakterindən asılı olur. Başqa sözlə, istilik miqdarı da hal funksiyası olmayıb prosesin funksiyasıdır. Dediklərimizi 2-ci şəkildəki qrafiklə izah edək. Sistem 1 halından 2 halına m yolu ilə gəldikdə gördüyü iş və ya udduğu istilik miqdarı n yolu ilə gəldikdə aldığı qiymətlərdən, bu isə f yolu ilə gəldikdə aldığı qiymətlərdən fərqli olar. Lakin hər üç halda sistem 1 halından 2 halına keçdikdə onun daxili enerjisinin dəyişməsi u2-u1 olar, yəni, prosesin xarakterindən asılı olmaz.

Şək. 2.


İstiliyin işə çevrilməsi işlək cismin genişmənməsi ilə əlaqədar olduğundan ən əlverişli işlək cism olaraq oap çox genişlənən cisimlər, məsələn, müxtəlif mayelərin buxarları və qazlar tətbiq edilir.

Mayelər və bərk cismlər az genişlənmə verdiklərindən istilik mühərriklərində işlək maddə olaraq müxtəlif yanacaq maddələrinin qaz halında olan yanma məhsullarından istifadə olunur.


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azrefs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə