Termodinamikanın birinci qanunu

Termodinamikanın birinci 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.
Sonuncu düstur belə ifadə olunacaq:
Sistemə verilən istilik miqdarı sistemin iş görməsinə və daxili enerjinin artmasına sərf olunur.
Termodinamikanın birinci qanununun tədbiqləri
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
Əgər izoxor prosesdə qaz istilik miqdarı alırsa Q > 0, onda
- Daxili enerji artır ΔU > 0,
- Qazın temperaturu artır ΔT > 0.

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

İzotermik proses:

İzotermik proses o qədər ləng gedən prosesdir ki, qazın temperaturu ətraf mühitin (termostatın) 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′.
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 .

Əgər qaz izotermik prosesdə istlik miqdarı itirirsə Q < 0, onda

- Qazın gördüyü iş mənfidir A′ > 0,
- Xarici qüvvələrin qaz üzərində gördüyü iş müsbətdir A > 0,
- Qaz sıxılır, həcm azalır,
- Təzyiq artır

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 düsturları termodinamikanın I qanununun ifadəsində yerinə qoyaraq, 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′.
Əgər adiabat prosesdə xarici qüvvələr qaz üzərində müsbət iş görərlərsə, onda qazın
- həcmi azalacaq,
- daxili enerjisi artacaq:

- temperaturu artacaq,
- təzyiqi artacaq

Əgər adiabat prosesdə xarici qüvvələr qaz üzərində mənfi iş görərlərsə, onda qazın
- həcmi artacaq,
- daxili enerjisi azalacaq:

- temperaturu azalacaq;
- təzyiqi azalacaq

Termodinamikanın ikinci qanunu bir çox istiqamətdə formullaşdırılır, qısa müddətdə ələ alınacaq, lakin əsasən fizika ilə bağlı digər qanunlardan fərqli olaraq - bir şeyin necə aparılmasından danışır, əksinə, tamamilə məşğul ola bilən şeylərə məhdudiyyət qoymaqla məşğul olur edilməlidir.

Təbiət bizi bir çox işə yer vermədən müəyyən növ nəticələr əldə etməyimizə mane olan bir qanundur və beləliklə, termodinamikanın ilk qanunu olduğu kimi enerjinin mühafizəsi konsepsiyasına da sıx bağlıdır.
Praktiki tətbiqlərdə, bu qanun termodinamik prinsiplərinə əsaslanan istilik mühərriki və ya bənzər bir cihaz, hətta nəzəriyyədə, 100% səmərəli ola bilməz.
Bu prinsip əvvəlcə 1824-cü ildə Carnot dövrü mühərriki hazırladığı üçün fiziki və mühəndis Sadi Carnot tərəfindən işıqlandı və daha sonra Alman fizik Rudolf Clausius tərəfindən termodinamika qanunu olaraq formalaşdırıldı.
Entropiya və Termodinamiyanın İkinci Qanunu
Termodinamikanın ikinci qanunu, bəlkə də, fizioloji sahənin xaricində ən məşhur olanıdır, çünki bu, entropi konsepsiyasına və ya termodinamik prosesdə yaranmış pozğunluqla yaxından əlaqələndirilir. İdeoloji ilə əlaqədar bir bildiriş olaraq islah edilən, ikinci qanunda deyilir:
Başqa sözlə desək, bir sistem bir termodinamik prosesdən keçərsə, sistem əvvəlki vəziyyətə tamamilə dönə bilməz. Termodinamikanın ikinci qanuna görə kainatın entropiyası zamanla hər zaman artacaqdır, çünki zamanın oku üçün istifadə edilən bir tərifdir.
Termodinamiyanın İkinci Qanunun yuxarıdakı bütün formulları eyni əsas prinsipin ekvivalent ifadələridir.