Bilim sohasi

4.2-§. TERMODINAMIKANINGIKKINCHIQONUNI. ENTROPIYA

Energiyaningsaqlanishqonunihisoblangantermodinamikaningbirinchiqonunijarayonlarningborishimumkinbo’lganyo‘nalishlarniko‘rsatmaydi. Masalan, termodinamikaningbirinchiqonunigabinoanissiqlikalmashinishidaissiqlikningissiqroqjismdansovuqjismgao‘z-o‘zidano'tishimumkinbo’lganidek, buningteskarisi, issiqlikningsovuqroqjismdanissiqroqjismgao‘tishihammumkin. Lekinkundaliktajribalardanma’lumki, tabiatdaikkinchijarayonamalgaoshmaydi; masalan, xonaichidagihavonisovitishhisobigachoynakdagisuvo‘z-o‘zidanisimaydi. Boshqabirmisol: toshningbirorbalandlikdanyergatushishida, uningpotensialenergiyasiningo‘zgarishigaekvivalentmiqdordaqizishiyuzberadi, bungateskarijarayon—toshningfaqatsovishihisobigao‘z-o‘zidanyuqorigako‘tarilishiesayuzbermaydi.

Termodinamikannig ikkinchi asosi ham, birinchisi kabi, tajribadan olingan natijalaming umumlashtirilganidir.


Termodinamika ikkinchi qonunining bir necha ta’riflari mavjud: issiqlik o'z-o'zidan harorati past bo‘lgan jismdan harorati yuqori bo'lgan jismga o'ta olmaydi (Klauzius ta’rifi), yoki ikkinchi turdagi abadiy dvigatel bo‘lishi mumkin emas (Tomson ta’rifi), ya’ni bir jismning sovishi hisobiga issiqlikning ishga aylanishi mumkin bo'lgan yagona davriy jarayon bo'lishi mumkin emas.
Issiqlik mashinasida berilgan issiqlik miqdori hisobiga ish bajariladi, ammo bunda issiqlikning bir qismi, albatta, xolodilnikka uzatiladi. Termodinamikannig ikkinchi asosiga muvofiq 12.4- rasmda bo'lishi mumkin bo'lmagan (a) va mumkin bo'lgan (b) davriy jarayonlar sxematik usulda ko'rsatilgan.

4.6 rasm. Ideal (a) va real (b) issiqlik mashinalari ish prinsipi

Termodinamikaningikkinchiasosini (qonunini) miqdoriyifodalashgaimkonberuvchiayrimtermodinamiktushunchalamiko'ribchiqamiz.

Agar hamma oraliq holatlar orqali o'tishda 2-1 jarayonni amalga oshirish mumkin bo'lsa, sistema boshlang'ich holatiga qaytganidan so'ng, uning atrofidagi jismlarda hech qanday o'zgarish yuz bermasa, bu holda 1 -2 jarayonga qaytuvchan jarayon deyiladi.
Qaytuvchan jarayon fizik abstraksiya hisoblanadi. Hech bo'lmasa atrofdagi jismlarning isishiga sabab bo'lgan ishqalanish kuchlari mavjud bo'lsa-da, hamma real jarayonlar qaytmasdir. Qaytmas jarayonlarning xarakterli misollari: gazning bo'shliqqa kengayishi, diffuziya, issiqlik almashinishi va hokazo. Sistemani dastlabki holatiga qaytarish uchun bu hodisalarning hammasida tashqi jismlar ish bajarishi lozim.
Sistemaning o'zini boshlang'ich holatiga qaytishi jarayoni sikl yoki aylanma jarayon deyiladi.
Siklning grafigi berk chiziqdan iborat. 4.5- rasmda tasvirlangan sikl to'g'ri bo'lib, u issiqlik mashinasiga mos keladi, ya’ni biror jismdan — issiqlik uzatuvchidan (isitgichdan) issiqlik miqdori oladigan, ish bajarib, bu issiqlik miqdorining bir qismini boshqa jismga— issiqlik qabul qiluvchiga (xolodilnikka) uzatadigan qandaydir bir qurilmaga mos keladi (4.4- rasm). Bu siklda ishchi modda (gaz) musbat ish bajaradi (4.5- rasm); gaz l-a-2 jarayonda kengayadi, ish musbat va son jihatidan l-a-2 egri chiziq ostidagi yuzga teng; 2-b-1 jarayonida ish manfiy (gazning siqilishi) va son jihatidan tegishli egri chiziq ostidagi yuzga teng. Bir sikl davomida gaz bajargan ishning algebraik yig‘indisi umumiy holda musbat ishni beradi va son jihatidan l-a-2-b-l berk egri chiziq bilan chegaralangan yuzga teng.
Teskari sikl sovitgich mashinaning ishiga mos keladi, ya’ni issiqlikni sovitgichdan tortib oladigan va ko‘p miqdordagi issiqlikni isitgichga uzatadigan sistemaga mos keladi. Termodinamikaning ikkinchi qonunidan kelib chiqadiki, bu jarayon (4.6- rasm) o‘z-o‘zidan o‘tmasdan, balki u tashqi kuchlar bajargan ish hisobiga yuz beradi. Bunda gaz manfiy ish bajaradi: gazning siqilishi 2-a-l jarayondagi siqilish ishi manfiy, l-b-2 jarayondagi kengayish ishi musbat. Gaz bajargan ishni algebraik qo‘shish natijasida gazning son jihatidan 2-a-l-b-2 egri chiziq bilan chegaralangan yuzga teng bo‘lgan manfiy ishini hosil qilamiz.