Qrup: 662 a1 Fənn: Fizika

İdeal qazın daxili enerjisinin düsturu: U= RT
Burada R=k ∙ – universal qaz sabitidir.
RT=PV hal tənliyindən istifadə edərək alırıq:
U=
U= RT düsturda

U= νRT düsturu alırıq.
V erilmiş kütləli ideal qazın daxili enerjisi yalnız temperaturun dəyişməsi nəticəsində dəyişir. Sabit temperaturda verilmiş kütləli ideal qazın daxili enerjisi sabit qalır.
Müxtəlif izoproseslər zamanı genişlənən qazın gördüyü iş:

1. 
   İzobarik proses. Sabit təzyiqdə ( p = const) gedən proseslərə izobarik proses deyilir.
   

F ərz edək ki, götürdüyümüz sistem 1 mol ideal qazdır. Təzyiq sabit qaldıqda genişlənən qazın həcm artımı dV , görülən iş:

İzobarik proses üçün termodinamikanın I qanunu aşağdakı

kimi yazılır:
Q = ∆U + P∆V
Belə proses zamanı qaza verilən istilik miqdarının bir hissəsi daxili enerjinin dəyişməsinə (qızmaya və ya soyumaya), digər hissəsi isə iş görülməsinə sərf olunur.
İ zobar genişlənmə zamanı görülən iş «müsbət» işarəyə malik olur. Bu zaman qaz xarici qüvvələrin üzərində iş görür. Qaz xarici qüvvələr üzərində iş gördükdə onun daxili enerjisi azalır və qaz soyuyur. A′ = −A, yəni xarici qüvvələrin işi əks işarə ilə qazın gördüyü işə bərabərdir

2. 
   İzoxorik proses. Sabit həcmdə (V = const) gedən proseslərə izoxorik proses deyilir.
   

Proses sabit həcmdə getdiyindən =0 olur. Ona görə də görülən
iş sıfıra bərabər olur (A=0).
B elə proses P (V ) diaqramında həcmin müxtəlif qiymətləri üçün təzyiq oxuna paralel xətlər kimi göstərilir. Burada, 1- izoxor qızmaya, 2-izoxor soyumaya uyğundur. Hər iki halda A=0 olur və termodinamikanın I qanunu izoxor proses üçün ∆U = Q düsturunu alırıq. İzoxor prosesdə verilən istilik tamamilə qazın daxili enerjisinin dəyişməsinə gedir. Belə proseslər texniki cəhətdən əlverişlidir və cisimlərin itkisiz qızdırılmasında istifadə olunur.

3. 
   İzotermik proses. Sabit temperaturda gedən(T = const) proseslərə izotermik proses deyilir.
   

Fərz edək ki, izotermik geniş-lənən qazın həcmi –dən –yə qədər dəyişir. Belə proses zamanı qazın daxili enerjisi dəyişməz qalır (∆U = 0⇒U = const) . İzotermik proses üçün qazın hal tənliyindən təzyiq ilə həcmin tərs mütənasib olması səbəbindən, belə prosesin P (V ) diaqramında qrafiki hiperbolaya uyğun gəlir.

İzotermik proses üçün termodinamikanın I qanunu

şəklində ifadə olunur.
İzotermik prosesdə qaza verilən istilik bütövlükdə iş görülməsinə sərf olunur. Müəyyən T temperaturunda izotermik prosesin baş verməsi qaza nisbətən böyük daxili enerjiyə malik eyni temperaturlu xarici mühitin olmasını tələb edir. Xarici mühit tərəfindən kiçik enerji itkisi və ya qazancı onun temperaturunu dəyişə bilmir. Lakin bu proseslər çox kiçik sürətlə (yavaş) getməlidir ki, zamanın hər bir anında xarici mühitlə işçi qaz tarazlığa gəlsin.

4) Adiabatik proses. Ətraf mühitlə istilik mübadiləsi olmadan (Q = const ) gedən proseslərə adiabatik proses deyilir.

Yenə də fərz edək ki, adibatik genişlənən qaz 1mol miqdarındadırdır. Bu qazın həcmi -dən -yə dəyişdikdə, onun temperaturu -dən -yə dəyişir. Bu müddətdə görülən iş aşağdakı düsturla həsablanılır

Termodinamikanın I qanunu
Sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi xarici qüvvələrin gördüyü iş ilə sistemə verilən istilik miqdarının cəminə bərabərdir:
ΔU = A + Q
A′ = – A olduğunu nəzərə alsaq, termodinamikanın birinci qanununun daha bir ifadəsini alırıq:
Q = A′ + ΔU
Sistemə verilən istilik miqdarı sistemin iş görməsinə və daxili enerjinin artmasına sərf olunur.( Q = A′ + ΔU)

Termodinamikanın birinci qanununun tətbiqləri :

İzoxor proses:

Qazın gördüyü iş və xarici qüvvələrin qaz üzərində gördüyü iş sıfıra bərabərdir: A′ = 0, A = 0

İzoxor prosesdə qaza verilən istilik miqdarı qazın daxili enerjisinin dəyişməsinə sərf olunur: Q = ΔU

1. 
   Əgər izoxor prosesdə qaz istilik miqdarı alırsa Q > 0, onda
   

 Daxili enerji artır ΔU > 0,

 Qazın temperaturu artır ΔT > 0.
 Qazın təzyiqi artır: Δp 0

2. 
   Əgər izoxor prosesdə qaz istilik miqdarı itirirsə Q < 0, onda  Qazın daxili enerjisi azalır ΔU < 0,  Qazın temperaturu azalır ΔT < 0,  Qazın təzyiqi azalır.
   

İzotermik proses:

İzotermik proses o qədər ləng gedən prosesdir ki, qazın temperaturu ətraf mühitin temperaturu ilə daim bərabər qalır.

İzotermik prosesdə qazın daxili enerjisi dəyişmir:

U = const və ya ΔU = 0.

İzotermik prosesdə qaza verilən istilik miqdarı qazın iş görməsinə sərf olunur: Q = A′.

1. 
   Əgər qaz izotermik prosesdə istlik miqdarı alarsa Q>0, onda
   

 Qaz müsbət iş görür A′ > 0,  Xarici qüvvələr qaz üzərində mənfi iş görür A < 0,  Qaz genişlənir, həcm artır;
 Təzyiq azalır 𝒑 =

2. Əgər qaz izotermik prosesdə istlik miqdarı itirirsə Q < 0, onda  Qazın gördüyü iş mənfidir A′ > 0,  Xarici qüvvələrin qaz üzərində gördüyü  Qazın gördüyü iş müsbətdir A > 0,  Qaz sıxılır, həcm azalır,

 Təzyiq artır 𝒑=

İzobar proses:

İzobar prosesdə ideal qaza verilən istilik miqdarı qazın daxili enerjisinin artmasına və və qazın xarici qüvvələr üzərində iş görməsinə sərf olunur: Q = ΔU + A′

A ′ = p ∙ ΔV və 𝛥𝑈 = düsturları termodinamikanın I qanununun ifadəsində yerinə qoyasaq, alırıq:

p ∙ ΔV = A′ olduğunu bilərək:

 İzobar prosesdə qaza verilən istilik miqdarının 2/5 -si qazın iş görməsinə sərf olunur.

 İzobar prosesdə qaza verilən istilik miqdarının 3/5 -ü qazın daxili enerjisinin artmasına sərf olunur.

Adiabat proses.

Xarici cisimlərlə istilik mübadiləsi olmadan, termodinamik sistemin halının dəyişməsinə adiabat proses deyilir.
Adiabat proses – çox tez (az müddətdə) gedən elə bir prosesdir ki, sistem xarici cisimlər ilə istilik mübadiləsinə imkan tapmır.

Adiabat prosesdə: Q = 0.

Adiabat prosesdə qazın daxili enerjisinin dəyişməsi xarici qüvvələrin qaz üzərində gördüyü işə bərabərdir: ΔU = A və ya ΔU = – A′

1. 
   Əgər adiabat prosesdə xarici qüvvələr qaz üzərində müsbət iş görərlərsə, onda qazın
   

 həcmi azalacaq,  daxili enerjisi artacaq:

 temperaturu artacaq,

 təzyiqi artacaq

2. 
   Əgər adiabat prosesdə xarici qüvvələr qaz üzərində mənfi iş görərlərsə, onda qazın
   

 həcmi artacaq,  daxili enerjisi azalacaq:

 temperaturu azalacaq;  təzyiqi azalacaq