Termodinamikanin mövzusu

Daxili enerji

Cisimlərin, maddələrin daxili enerjisi deyəndə onu təşkil edən bütün enerjilərin cəmi başa düşülür. Bura aşağıdakılar aiddir:

U=U_ir.h+ U_rəqsi.h+ U_fır+ U_pot+ U_nüvə+... (1)
U_ir.h – molekulun irəliləmə hərəkətinin kinetik enerjisi;
U_rəqsi.h – rəqsi hərəkətin kinetik enerjisi;
U_fır – fırlanma hərəkətinin kinetik enerjisi;
U_pot – potensial enerji;
U_nüvə - nüvə enerjisi.
İdeal qazın daxili enerjisi dedikdə irəliləmə və atomların rəqsi hərəkətlərini kinetik enerjilərinin cəmi başa düşülür.
U_kin=U_ir+U_rəqsi (2)
Real qazlarda isə qarşılıqlı təsirin potensial enerjisi də nəzərə alınır:
U=U_kin+U_pot (3)
Bilirik ki, molekullar arasındakı məsafə temperaturdan, U_pot isə həm xüsusi həcm, həm təzyiq və temperaturdan asılıdır. Ona görə də daxili enerji hal parametrlərindən asılı olaraq dəyişir, yəni hal parametrlərinin funksiyasıdır.
U=(P,v); U=(P,T); U=(v,T) (4)
Daxili enerji ekstensiv parametrdir, yəni kütlədən asılıdır. Baxılan sistem bir neçə hissədən ibarətdirsə, tam daxili enerjisi onu təşkil edən hissəciklərin daxili enerjisinin cəminə bərabərdir.
(5)
Təcrübələr göstərir ki, U-nin dəyişməsi cismin keçdiyi yoldan asılı olmayıb, başlangıc və son nöqtələrin vəziyyətindən asılıdır.
( U₂ – U₁)₃ = (U₂ – U₁)₄ =...= (U₂ – U₁)_n
(4) tənliklərini tam diferensiallasaq:


(6)
olar.

B u ifadələri ideal qaz üçün yazsaq (ideal qaz yalnız temperaturun funksiyasıdır).

(7)
(U₂ – U₁)=(U₃ – U₂)=...(U_n – U₁)
alarlq.


Qaz genişlənərkən gördüyü iş
Hər hansı bir prosesdə iş görülərkən cisim və ya cisimlər çoxluğu iştirak edir. Bir cisim enerji verirsə, digəri onu qəbul edir. Enerjinin bir cisimdən digərinə verilməsi cismin həcminin, fəzada yerinin və formasının dəyişməsi ilə baş verirsə, verilən və ya alınan enerji iş adldnır. Qüvvənin qüvvə istiqamətində yerdəyişməyə vurma hasilinə iş deyilir. Iş burada l ilə işarə olunur (1 kq qazın gördüyü iş – xüsusi iş . L - ilə isə iş işarə olunur, m kq qazın gördüyü iş ).
Indi isə qazın genişlənmə işini tapmağa çalışaq. Fərz edək ki, silindirdə qaz var, onun təzyiqi P-dir. Proses sabit təzyiqdə gedir. Qaza q istilik miqdarı versək, genişlənər. Şəkil 6 - da F – prosesin en kəsik sahəsi, S – porşenin yerdəyişməsidir.
Bu zaman görülən iş:
l=PFS=P(V₂ – V₁)=P(v₂ – v₁)=Pv
l=Pv
Elementar işi hesablayaq:
dl=Pdv
Ümumi iş isə
(1)
olar.
(1) ifadəsi qaz genişlənərkən gördüyü işdir. P – qazın daxili təzyiqidir.

Əgər

1. 
   v₁2  dv>0, l>0
   
2. 
   v₁>v₂  dv<0, l<0
   

İş prosesin əyrisi ilə absis oxu arasında qalan sahəyə işə bərabərdir.
B əzən elə olur ki, qaz genişlənərkən hər hansı xarici P təzyiqinə qarşı iş görür. Onda
(2)
olar. Bu (1) və (2) ifadələri 1 kq üçündür. M kq üçün:


olur.
Bu proseslərdə görülən (sərf olunan enerji sistemində təzyiq dəyişməsinə sərf olunur) iş, yəni sərfəli iş:
(3)
düsturu ilə tapılır.