Reja: Yerning tortishish maydonida jisimlarning harakati

Termodinamik muvozanatda boʻlmagan tizimlarda koʻchish hodisalari. Erkinlik darajasi boʻyicha energiya taqsimoti.
Tizimning ichki energiyasi har xil jarayonlar natijasida o‘zgarishi mumkin,
masalan, tizimga issiqlik miqdori uzatilganda yoki tizimga nisbatan ish bajarilganda o‘zgarishi mumkin.
Tsilindr porsheni ichkariga siljitilganda unda turgan gaz siqiladi, natijada gazning temperaturasi oshadi, boshqacha qilib aytganda, gazning ichki energiyasi o‘zgaradi.
Gazning temperaturasi va ichki energiyasini unga tashqi jismlar orqali issiqlik miqdori uzatish hisobiga ham oshirish mumkin. Boshqa hollarda esa mexanik harakat energiyasi issiqlik harakati energiyasiga aylanishi va aksinchasi sodir bo‘lishi mumkin.
Kuzatishlarning natijalariga ko‘ra, termodinamik jarayonlarda
energiyaning bir turdan ikkinchi turga o‘tishi va energiyaning saqlanishi kuzatiladi. Ana shu qonun – termodinamikaning birinchi qonuni deb ataladi.
Misol uchun U1 ichki energiyaga ega bo‘lgan qandaydir tizimga qo‘shimcha issiqlik miqdori berilgan bo‘lsin. U holda tizim yangi termodinamik holatga o‘tib, U2 ichki energiyaga ega bo‘ladi, tashqi kuchlarga qarshi A ishni bajaradi.
Tizimga uzatilgan issiqlik miqdori va tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan ish musbat deb hisoblanadi. Tajribalardan kuzatilishicha, energiyaning saqlanish qonuniga asosan, tizim istalgan usulda bir holatdan ikkinchi holatga o‘tganda uning ichki energiyasi quyidagicha o‘zgaradi:
U  U 2  U1
va u tashqaridan uzatilgan issiqlik miqdori Q va tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan ish A farqiga teng bo‘ladi
∆U = Q - A yoki Q = ∆U + A , bu ifoda termodinamikaning birinchi qonunini ifodalaydi.
,
orqali topamiz :
Porshen ostidagi gaz hajmining o‘zgarishi
Tizimga uzatilgan issiqlik miqdori ichki energiyaning o‘zgarishiga va tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan ishlarga sarf bo‘ladi. (45.1) - ifodaning differentsial ko‘rinishi quyidagicha bo‘ladi:
dQ = dU + dA yoki Q  dU  A ,
Agarda, tizimning bir holatdan ikkinchi holatga o‘tishi davriy bo‘lsa, u asl holatiga qaytgan vaqtda tizim ichki energiyasining o‘zgarishi nolga teng bo‘ladi:
U  0
U holda, termodinamikaning birinchi qonuniga asosan, bajarilgan ish tizimga uzatilgan issiqlik miqdoriga teng bo‘ladi: A = Q,
Demak, davriy o‘zgaruvchi mashina tashqaridan uzatilgan issiqlik miqdoridan ortiq ish bajarishi mumkin emas.
Gazning bajargan ishi. Gazning hajmi o‘zgarganda, uning tashqi kuchlarga qarshi bajargan ishini ko‘rib chiqamiz. Silindr idish ichidagi, porshen ostidagi gaz kengayganda porshenni kichik d𝑙 masofaga suradi va gaz tashqi kuchlarga qarshi ish bajaradi:
A  F  dl  P  S  dl  PdV
bu yerda S – porshen yuzasi, Sd𝑙 – gaz hajmining o‘zgarishi. Hajmi V1 dan V2 qiymatga o‘zgarganda bajarilgan to‘la ishni (46.1) - ifodani integrallash
V2
A   PdV
V1
Gaz bosimining ixtiyoriy o‘zgarishidagi bajarilgan ish grafigi
Integrallash natijasi gaz bosimi va hajmining bir-biriga bog‘liqligi bilan belgilanadi va P(V) ga bog‘liq bo‘lgan egri chiziq ostidagi yuzaga teng bo‘ladi (186 - rasm).
Gaz hajmi dV qiymatga oshganda, gazning bajargan ishi PdV ga teng bo‘ladi, ya’ni rasmda shtrixlangan yuza qiymatiga teng bo‘ladi.
Issiqlik sig‘imi
Moddaning solishtirma issiqlik sig‘imi 1 kg moddani 10 ga isitishga sarf bo‘lgan issiqlik miqdoriga teng fizik kattalik bilan o‘lchanadi:
,
Solishtirma issiqlik sig‘imi birligi J/kg.grad. ga teng.
Molyar issiqlik sig‘imi 1 mol moddani 10 ga isitishga sarf bo‘lgan issiqlik miqdoriga teng bo‘lgan kattalikka aytiladi:
mdT
dQ
C 
m dT VdT ,
C
  dQ  dQ

Solishtirma issiqlik sig‘imi molyar issiqlik sig‘imi bilan quyidagicha bog‘langan;