Termodinamikaning II qonuni

2.3.TERMODINAMIKANING II - QONUNI

Termodinamikada muvozanatli va qaytuvchan jarayonlar katta rol o’ynaydi. SHu sababli bunday jarayonlar bilan tanishamiz. Agar 1 - holatdan 2 - holatga o’tgan sistema uchun 2 - holatdan 1 - holatga shunday o’tish jarayoni mavjud bo’lsa-ki, bunda sistema birinchi jarayonning barcha holatlari orqali teskari tartibda o’tib dastlabki holatiga qaytsa va bunda sistemada ham, atrof muhitda ham, hech qanday o’zgarish alomati qolmasa, sistemaning bunday o’tish jarayoni qaytar jarayon bo’ladi. Aks holda yshbu jarayon qaytmas jarayon bo’lib qoladi. Umuman, tabiatda qaytar jarayonlar yo’q. Real jarayonlarning hammasi qaytmas bo’ladi. Qaytar jarayon — bu ideallashgan tushunchadir. Masalan, matematik mayatnikning ishqalanishsiz tebranadi deb faraz etsak, bu qaytar jarayonga misol bo’la oladi. Har qanday muvozanatli jarayon qaytuvchan bo’ladi. Misol uchun gaz c₁ holatdan s₂ holatga o’tishi uchun uni kengaytirsak, so’ng uni yana siqib dastlabki holatga qaytarsak, va uni R, V grafigida tasvirlasak, yopiq egri chiziqni olamiz. Bunday jarayonni aylanma jarayon, ya’ni sikl deyiladi. Sikllar to’g’ri va teskari bo’ladi. To’g’ri siklda kengayish va siqish jarayonlari orasidagi issiqlik miqdorining ayirmasi hisobiga gaz tashqi kuchlarga qarshi ish bajaradi. Bunday siklda ishlaydigan mashinalar issiqlik mashinasi deyiladi va ular uchun foydali ish koeffitsienti shunday bo’ladi:. ,

bu yerda Q₁- isitkichdan olingan va Q₂ — sovutkichga berilgan issiqlik miqdorlari.
Aks holdagi jarayonni teskari sikl deyiladi. Teskari siklda ishlaydigan mashinalari sovutkich mashinalari deyiladi.
Biz ko’rgan jarayonlar termodinamikaning 2-qonuni bilan tavsiflanadi. Termodinamikaning 2-qonuni ta’rifini har xil olimlar turlicha berganlar, lekin ularning fizik ma’nosi bir xildir. Bu qonun ta’rifi:
Birdan bar natijasi issiqlikning batamom ishga aylantirishdan iborat bo’lgan jarayonni amalga oshirib bo’lmaydi.
Bu qonunni yana shunday ta’riflari bor:
1) Klaizius: Issiqlik o’z-o’zidan sovuq jismdan issiq jismga o’tavermaydi.
2) Tomson (Kelvin): Biror jismni issiqligini bu jismni sovutishdan boshqa hech qanday ta’sir ko’rsatmasdan ishga aylantirib bo’lmaydi.
3) Ostvald: Ikkinchi jins abadiy dvigatelni amalga oshirib bo’lmaydi, ya’ni issiqlikni to’la ishga aylantiradigan mashinani qo’rib bo’lmaydi.
4) Bolsman: Tabiat ehtimoli kam bo’lgan holatdan ehtimoli ko’proq bo’lgan holatga o’tishga intiladi.
Termodinamikaning 1-va 2-qonunlari empirik qonunlardir. Termodinamikaning 2-qonuni faqat ma’lum chegaragacha to’g’ri bo’ladi. Termodinamikaning asoschilaridan biri Saddi Karno foydali ish koeffitsienti eng katta bo’lgan siklni taklif etgan. Bu siklni Saddi Karno sikli deyiladi. U ikki izoterma va ikki adiabatadan iborat bo’lgan qaytuvchi aylanma jarayondir. Karno siklining foydali ish koeffitsienti: ,
ifoda yordamida aniqlanadi, bu yerda T₁ – isitkichning va T₂ – sovutkichning termodinamik temperaturalari.
REAL GAZLAR
Ideal gazlar uchun holat tenglamasi quyidagicha edi:
PV RT.
Real gazlar bosimi uncha yuqori bo’lmasa va temperatura yetarli yuqori bo’lganda bu tenglama bilan tavsiflanadi. Ammo bosim ortsa va temperatura kamaysa, real gazlar uchun (8.1) tenglamadan ancha chetlanishlar kuzatiladi. Buning sababi shu-ki, (8.1) tenglama chiqarilganda ikki faktor hisobga olinmagan:

1. 
   molekulalar o’z o’lchamlariga ega;
   
2. 
   molekulalararo ta’sir kuchlari mavjud. Van-der-Vaals bu ikki faktorni hisobga olib real gazlar uchun holat tenglamasini chiqardi. Bu tenglama Van—der—Vaals tenglamasi deyiladi va quyidagi ko’rinishga ega:
   

(P RT.

Bu formula bir mol gaz uchun yozilgan bo’lib, istalgan m massali gaz uchun u quyidagi ko’rinishda yoziladi:

(P RT

bunda a va b lar bosim va hajm uchun bir mol hisobiga kiritilgan Van-der-Vaals tuzatmalari, V_m-bir mol gaz hajmi, V-istalgan massali gaz hajmi.