Фяза вя заман

2. Termodinamikanın birinci qanunu

Enerjinin çevilməsi və saxlanmasından ibarət olan universal qanunun istilik hadisələrinə tətbiqi termodinamikanın I qanuni adlanır. Bu qanun göstərir ki, istilik enerjisi də öz – özünə əmələ gəlmir və itmir.İstilik enerjisi fiziki proseslərdə şəklini dəyişir və başqa enerjilərə çevrilir. Enerjinin ümumi miqdarı isə sabit qalır. 1- ci qanun göstərir ki, mexaniki işdən , istilik enerjisi alınır və istilik özü mexaniki işə çevrilə bilir. Termodinamikanın I qanunu bəzən mexaniki işlə istiliyin ekvivalentliyi qanunu da adlanır. Termodinamikanın I qanunu müxtəlif şəkildə ifadə etmək olar.

1. 
   Enerji öz – özünə əmələ gəlmir və yox olmur.
   
2. 
   Birinci növ daimi mühərrik ( perpetium mobile) mümkün deyil. Birinci növ daimi mühərrik elə xəyali mühərrikdir ki, xaricdən enerji almadan öz – özünə işləyə bilsin. Belə mühərrikin mövcud olması enerjinin saxlanma qanununa ziddir. Heç bir enerji vermədən öz – özünə istilik əldə edən, yaxud iş görən maşın yoxdur və ola da bilməz.
   

3. İzolə edilmiş sitemin enerjisi sabitdir, o öz – özünə artıb və ya azala bilməz :

Termodinamikanın birinci qanunu riyazi şəkildə belə yazılır :

( 1)

Burada , - daxili enerjinin dəyişməsi, - sistemin gördüyü işdir. Bu ifadəni sonsuz kiçik proseslər üçün yazaq :

( 2)

Bilirik ki, sabit təzyiqdə qaz genişlənərkən görülən iş, təzyiqlə həcm artımı hasilinə bərabərdir :

Qazın daxili enerjisi olduğundan

Onda bu qiymətləri ( 2) ifadəsində yrinə yazsaq, birinci qanun belə olar :

( 3)

.

Birinci qanundan aydın olur ki, cismn iş görməsi ya daxili enerjisinin dəyişməsi və yaxud xaricdən alınan istiliyin hesabına olur. Canlı orqanizmin gördüyü iş müxtəlif biokimyəvi proseslər zamanı daxili enerjinin dəyişmi hesabına olur. Kimyəvi reaksiyada ayrılan istilik miqdarı reaksiyanın istilik effekti adlanır. Bu isə sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi ölçüsüdür.

Termodinamikanın birinci qanununu termokimyəvi proseslərə tətbiq etməklə Hess aşağıdakı qanunu müəyyən etmişdir. Əsas reaksiyanın effekti aralıq reaksiyalardan asılı olmayıb ancaq reaksiyanın baş verdiyi sistemin başlanğıc və son halı ilə müəyyən edilir. Hess qanunu tibbdə qida məhsul-larının kaloriliyini təyin etmək üçün çox geniş tətbiq olunur.
2. Termodinamikanın ikinci qanunu

Termodinamikanın birinci qanunu prosesi istiqamətindən asılı olmayaraq ümumi enerjinin həmişə sabit qaldığını göstərir. Birinci qanun prosesin istiqaməti haqqında heç bir yol göstərmir. Məsələn, hər hansı cisim yuxarı qalxdıqda və yaxud aşağı düşdükdə bu proses düz və əks istiqamətdə olan proseslər olduğuna baxmayaraq, birinci qanun enerjinin çevrilməsini ( bu prosesdə kinetik enerji potensial enerjiyə və əksinə çevrilir ) nəzərə almayaraq ümumi enerjinin sabit qadığını göstərir.

Beləliklə , prosesin hansı istiqamətdə getdiyini və bu istiqamətlərdən hansının daha üstün olduğunu birinci qanun müəyyən edə bilmir. Bu məsələ ikinci qanunda həl edilir. Birinci qanun həmçinin prosein başlanğıcı və sonu haqqında heç nə deyə bilmir. İkinci qanun yeni bir S funksiyası ( entropiya ) qəbul etməklə prosesin başlanğıcı və sonu , prosesin dönən və dönməyən olması haqqında məlumat almaq olar. S funksiyası prosesin itiqamətindən , onun başlanğıc və sonundan, prosesin dönən və dönməyən olmasından asılı olaraq müxtəlif qiymətlər alır. İkinci qanun göstərir ki, enerjinin bütün çevrilmə proseslərində enerjinin müəyyən hissəsi istilik enerjisi şəklində səpələnir.