Термодинамика - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	204.4KB
Покупки	0
Дата загрузки	23 Сентябрь 2019
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Термодинамика

Купить

Термодинамика фани температура, иссиқлик ва иссиқлик билан ишнинг бир- бирига айланиши ҳақидаги фандир: “термо” - иссиқлик, “динамис” – куч, иш. Кейинчалик “динамис” сўзида фақат “куч” тушунчаси сақланиб қолган ва шунинг учун термодинамика сўзи билан унинг мазмуни орасида қарама-қаршилик вужудга келган. “Термодинамика” атамасини биринчи бор 1854 йил Томсон таклиф қилган. “Динамика” сўзининг ишлатилиши номувозанат ҳолатларни кўз олдимизга келтиради, аммо термодинамика билан бутунлай таниш бўлмаган одамгина чалғиши мумкин.

Фанга “термодинамика”нинг ўрнига “термостатика” атамасини киритиш таклифлари ҳам бўлган, лекин ушбу таклифлар қабул қилинмасдан қолиб кетди. Бу ерда “динамика” сўзи ҳаракатдаги системаларни ўрганишни билдирмайди, балки жараён натижасида система бир мувозанат ҳолатдан иккинчисига ўтганда уни термодинамик параметрларининг ўзгаришини, турли жараёнларда бажарилган иш, иссиқлик ва ички энергиянинг ўзгаришини, яъни системадаги энергия балансини кўрсатади

II. 4. Ички энергия ва термодинамиканинг биринчи қонуни Ички энергия, иш ва иссиқлик орасидаги ўзаро боғланиш термодинамиканинг биринчи қонуни асосида ўрнатилади. Термодинамиканинг биринчи қонуни инсониятнинг кўп асрлик тажрибасидан келиб чиққан постулотдир. Термодинамика биринчи қонунининг бир неча таърифлари бўлиб, улар ўзаро эквивалент ва бир-биридан келиб чиқади. Агар улардан бирини бошланғич деб олсак, бошқалари унинг хулосаси сифатида пайдо бўлади.

биринчи қонуни энергиянинг сақланиш қонуни билан боғланган бевосита Термодинамиканинг: ҳар қандай изоляцияланган системада энергия захираси доимийдир. Ушбу таърифдан энергиянинг турли кўринишлари бир-бирига қатъий эквивалент миқдорларда ўтиши келиб чиқади. Термодинамиканинг биринчи қонунини қуйидагича таърифлаш ҳам мумкин: энергия сарф қилмасдан туриб иш бажара оладиган машина ясаб бўлмайди.

Техника ривожланишининг бошланғич даврида энергия сарфламасдан туриб фойдали иш берадиган машинани яратиш ғояси пайдо бўлган эди. Хозир бундай машинани биринчи тур абадий двигатель, яъни “perpetuum mobile” деб аталади. Термодинамиканинг иккинчи қонунини баён этилаётганда бошқа бир фантастик машина – иккинчи тур абадий двигательни ҳам яратиб бўлмаслиги ҳақида тўхтаб ўтамиз.

Кимёвий термодинамика учун жуда ҳам мухим бўлган таърифлардан бири ички энергия орқали ифодаланади: ички энергия ҳолат функцияси бўлиб, унинг ўзгариши жараённинг йўлига боғлиқ бўлмасдан, системанинг бошланғич ва охирги ҳолатларигагина боғлиқдир. Система ички энергиясининг ўзгариши ΔU атроф мухит билан исиқлик Q ва иш W алмашиниш ҳисобига содир бўлиши мумкин. Агар система олган иссиқликни ва система бажарган ишни мусбат десак, унда термодинамиканинг биринчи қонунидан системанинг ташқаридан олган иссиқлиги ички энергиянинг ўзгаришига ва система бажарган ишга сарфланади. Термодинамика биринчи қонунини математик нуқтаи назардан интеграл кўринишда

Q = ΔU + W дифференциал кўринишда δQ = dU + δW ва фақат ташқи босимга қарши кенгайиш иши бажарилаётган хусусий ҳол учун δQ = dU + pdV кўринишларда аналитик ифодалаш мумкин. тенгламаларда dU система ички энергиясининг тўлиқ дифференциалидир, тўлиқ дифференциалнинг хоссалари эса, ҳолат функциясининг хоссаларига мос келади, бунда функциянинг ўзгариши фақат бошланғич ва охирги шартларга боғлиқлигини ва жараённинг йўлига боғлиқ эмаслигини таъкидлаб ўтамиз. Ички энергиядан фарқли, иссиқлик ва иш ҳолат функциялари эмас, улар жараённинг йўлига боғлиқ, аммо уларнинг айирмаси жараённинг йўлига боғлиқ эмас эканлиги юқоридаги тенгламалардан келиб чиқади.

Термокимёвий ва термодинамик ҳисобларда газсимон, қаттиқ ва суюқ жисмларнинг иссиқлик сиғимларидан фойдаланилади. Бир бирлик моддани 1 К га иситиш учун зарур бўлган иссиқлик миқдори иссиқлик сиғими дейилади. Солиштирма ва моляр иссиқлик сиғимлари бор. Физик–кимёвий ва термодинамик ҳисобларда моляр иссиқлик сиғимларидан фойдаланилади. Газсимон моддалар учун ўзгармас ҳажмдаги С V ва ўзгармас босимдаги C p иссиқлик сиғимлари фарқланади.

Дюлонг ва Пти қонуни кристалл оддий моддаларнинг (металларнинг) иссиқлик сиғими С v бир хил ва тахминан  6,4 кал/(г.атом.град)га тенглигини кўрсатади. Аммо, Дюлонг ва Пти қонуни жуда ҳам тахминийдир. Бундан ташқари, Дюлонг ва Пти бўйича иссиқлик сиғими температурага боғлиқ эмас. Ушбу қонун фақат юқори температуралардагина тўғри натижаларга олиб келади. Температура пасайганда, айниқса абсолют ноль яқинида, кристалл моддаларнинг иссиқлик сиғими С v кескин камаяди. Жуда паст температураларда кинетик назариянинг хулосалари мутлақо ишламай қолади.

. . Энтальпия dH = C p dT (I. 108) Энтальпиянинг ўзгариши кўп ҳолларда осонгина ўлчаниши мумкин, шунинг учун ушбу функция термодинамик тадқиқотларда кенг қўлланилади. Термодинамиканинг тенгламаларидан фойдаланиб энтальпиянинг абсолют қийматини ҳисоблаб бўлмайди, чунки у ўз ичида ички энергиянинг абсолют қийматини тутади. Фақат кенгайиш иши бажариладиган жараёнлар учун термодинамиканинг 1-қонунидан:  Q = dU+pdV (I. 100) V=const да (I. 100) ни интегралласак: Q V = U 2 -U 1 =  U (I. 101) p=const да (I. 101) ни интеграллаб, ўзгартириш киритсак: Q p = (U 2 -U 1 )+p(V 2 -V 1 ) ёки Q p = (U 2 +pV 2 )-(U 1 +pV 1 ) ( I. 102) Қавс ичидаги ифодани Н билан белгиласак: H  U+pV (I. 103) Ушбу функция энтальпия дейилади, уни кўпинча иссиқлик сақлами деб ҳам аташади. Аммо ушбу атама нотўғри тушунча келт

Энтальпия, ички энергия каби, ҳолат функциясидир (чунки pV ҳам ҳолат функцияси). (I. 102) ва (I. 103) лардан: Q p = Н 2 -Н 1 =  H (I. 104) Шундай қилиб, изобар жараённинг иссиқлиги система энтальпиясининг ўзгаришига тенг. Иссиқликнинг жуда кичик ўзгаришлари учун (изохор ва изобар жараёнлар учун)  Q V = dU ва  Q p = dH (I. 105) (I. 101) ва (I. 104) тенгламалардан изохор ва изобар жараёнларда жараённинг иссиқлиги ҳолат функцияси хоссасига эга бўлиб қолади, яъни у жараённинг йўлига боғлиқ бўлмасдан, системанинг бошланғич ва охирги ҳолатларига боғлиқ бўлади. Н функциясининг тўлиқ дифференциалини топиш учун (I. 103) тенгламани дифференциаллаймиз: dH = dU+pdV+Vdp (I. 106) dU нинг ўрнига (I.100) тенгламадан, сўнгра  Q нинг ўрнига  Q = hdp+C p dT тенгламадан қийматларини қўйиб қуйидагини олам

. Гесс қонуни Гесс қонуни термодинамика 1-қонунининг математик махсули бўлиб, термокимёнинг назарий асосини ташкил қилади. Гесс қонунининг қуйидаги таърифлари бор: -кимёвий реакцияларнинг иссиқлик эффекти (ички энергия ўзгариши) дастлабки ва охирги моддалар ҳолати билан таркибига боғлиқ бўлиб, реакция олиб йиғиндиси ҳар доим нолга тен ; ; -ҳар қандай ёпиқ жараён учун (система дастлабки ҳолатга қайтадиган) изохорик ёки изобарик жараёнларда чиқарилган ёки ютилган иссиқликнинг алгебраик (I. 109) юқоридаги икки таъриф келиб чиқади. Термокимёвий тадқиқотларда термодинамиканинг 1-қонунини турли физик- кимёвий жараёнларнинг (кимёвий реакциялар, фазавий ўтишлар, кристалланиш жараёнлари, эриш, бўкиш, хўлланиш ва бошқа жарёнлар) иссиқлик эффектларини ҳисоблашга татбиқ қилиниши кўриб чиқилади. Изохор

Кирхгофф қонуни Кимёвий реакцияларнинг иссиқлик эффекти фақат таъсирлашаётган моддаларнинг табиатигагина эмас, балки ташқи шароитларга ҳам боғлиқ, авваламбор температурага. Кирхгофф қонуни жараён иссиқлик эффектининг температурага қараб ўзгаришини кўрсатади ва унга кўра бирор жараён иссиқлик эффектининг термик коэффициенти система умумий иссиқлик сиғимининг ўзгаришига тенгдир. Кирхгофф тенгламасини келтириб чиқариш учун Q=-∆U v =-(U 2 –U 1 ) Deb qabul qilamiz.

Кирхгоффнинг тенгламалари кимёвий термодинамикада кенг қўлланилади, чунки улар стандарт шароитдаги маълумотлар асосида турли температурадаги иссиқлик эффектларни топиш имкониятини беради. Кирхгофф тенгламаларини ечиш учун таъсирлашаётган моддалар С V ва C p қийматларининг температурага боғлиқлигини билиш кифоядир.

E’tiboringiz uchun raxmat

Купить