Aylanma jarayonlar

IKINCHI QONUNNING ASOSIY TENGLAMASI

Yuqorida bayon etilganidek, entropiyaning qiymati isitgichdan olingan (yoki sovitkichga berilgan) issiqlik miqdoriga va bu jarayon qaysi temperaturada borganligiga bog’liq, ya‘ni S = φ (Q, T). Bu bog’lanish turli jarayonlar uchun turli ko’rinishda ifodalanadi. Karno sikliga ko’ra qaytar jarayonlarda bu bog’lanish

 (V.3)

yoki  (V.4)

shaklida ifodalanadi.

 tenglamadan

 bo’ladi.

Qaytmas jarayonlarda issiqlik manbaidan olingan issiqlikning qaytar jarayonga nisbatan kamroq qismi ishga aylanganligidan, ya‘ni qaytar bo’lganidan,

 (V. 5)

δQ_Qaytar > δQ_Qaytmas (V. 6)

Demak (V.3) va (V.4) tenglamalardan har qanday qaytmas jarayon uchun:

 (V.7)

yoki  (V.8)

bo’ladi.

(V.3) va (V.7) tenglamalarni birlashtirib quyidagicha yozish mumkin:

 (V.9)

yoki  (V.10)

tenglik ishorasi (=) qaytar va tengsizlik ishorasi (><) qaytmas, o’z – o’zicha boradigan jarayonlarga mansub. Bu (V.9) va (V.10) tenglamalar ikkinchi qonunning asosiy tenglamasi bo’lib, uning matematikaviy ifodasidir.

JARAYONLARNING YO’NALISHI VA

MUVOZANATNING ShARTI

Izolirlangan sistemada jarayonning qaysi tomonga yo’nalishini va qaysi sharoitda muvozanat qaror topishini entropiyaning o’zgarishidan bilish mumkin. Izolirlangan sistema atrofidan energiya olmaydi va bermaydi, ya‘ni bu xildagi almashinish bo’lmaydi. Shunga ko’ra, izolirlangan sistemada U = const, du = O va V = const bo’ladi.

(V.9) va (V.10) tenglamalar izolirlangan sistemaga nisbatan qo’llanilsa va bu sistema Q = const ekanligi ko’zda, tutilsa, tenglama quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:

ds ≥ O; S₂ – S₁ ≤ O (V.11)

Izolirlangan sistemaning entropiyasi o’zgarmaydi (yoki ortadi). Demak, qaytar jarayonlarda:

ds = O va ΔS = O (V.12)

Demak, izolirlangan sistema qaytar jarayon borganda entropiya o’zgarmaydi. Qaytmas jarayon borganda (V.11) tenglamaga muvofiq:

dS > O yoki ΔS > О (V.13)

O’z – o’zicha boradigan barcha jarayonlar qaytmas bo’lganligidan sistema entropiyasi ortadi. Buni quyidagicha ta‘riflash mumkin: izolirlangan sistemada jarayonning ikki tomonga borishi mumkin bo’lsa, faqat sistemaning entropiyasi ortadi va o’z – o’zicha boradigan jarayonlar sodir bo’ladi, ya‘ni sistema entropiyasini oshiradigan jarayonlargina o’z – o’zicha borishi mumkin. Agar entropiya kamaysa ΔS < О jarayon bormaydi.

Izolirlangan sistema jarayon borishi bilan uning entropiyasi ham orta boradi, shu bilan bir qatorda u muvozanat holatiga yaqinlasha boradi. Entropiya maksimal qiymatga yetganda, muvozanat qaror topadi. SHunday qilib, izolirlangan sistemada boradigan jarayonlarda termodinamik muvozanat shartini quyidagicha yozish mumkin:

ds = O; d²S < О (V.14)