Issiqlik miqdori

Termodinamik tizimning ichki energiyasi ikki xil yo'l bilan o'zgarishi mumkin: tizimda ishlash va atrof-muhit bilan bo'ladigan issiqlik almashinuvi . Atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi jarayonida tizim (tana) oladigan yoki yo'qotadigan energiya issiqlik miqdori yoki oddiygina issiqlik deb ataladi . Issiqlik klassik fenomenologik termodinamikada asosiy termodinamik kattaliklardan biridir.

Issiqlik uzatish orqali tizimning ichki energiyasini o'zgartirish uchun ham ish bajarish kerak. Biroq, bu makroskopik tizim chegarasining siljishi bilan bog'liq bo'lgan mexanik ish emas. Mikroskopik darajada bu ish issiqroq jismning kamroq qizigan bilan aloqa chegarasida molekulalar o'rtasida ta'sir qiluvchi kuchlar tomonidan amalga oshiriladi. Aslida, issiqlik uzatish jarayonida energiya molekulalarning to'qnashuvi paytida elektromagnit o'zaro ta'sir orqali uzatiladi. Shuning uchun molekulyar-kinetik nazariya nuqtai-nazaridan, ish va issiqlik o'rtasidagi farq faqat mexanik ishning bajarilishi molekulalarning makroskopik masshtabda tartibli harakatini talab qilishida, issiqroq jismdan energiya uzatilishida namoyon bo'ladi, kamroq isitiladiganga bu talab qilinmaydi.

Energiya nurlanish orqali bir jismdan ikkinchisiga va ularning bevosita aloqasisiz ham uzatilishi mumkin.

Issiqlik miqdori uning boshlang'ich holatidan oxirgi holatga o'tish usuliga bog'liq.

Xalqaro birliklar tizimida (SI) o'lchov birligi Joule hisoblanadi. Kaloriya issiqlik o'lchov birligi sifatida ham ishlatiladi. Rossiya Federatsiyasida kaloriya "sanoat" doirasi bilan vaqt cheklovisiz tizimdan tashqari birlik sifatida foydalanish uchun tasdiqlangan.

Ta'rif

Issiqlik miqdori termodinamikaning I - qonunining matematik formulasiga kiritilgan bo'lib, uni quyidagicha yozish mumkin.

$Q=\Delta U+A$

Bu yerda

$Q$ - tizimga uzatiladigan issiqlik miqdori,

$\Delta U$ - sistemaning ichki energiyasining o'zgarishi

$A$ - tizim tomonidan bajariladigan ishi hisoblanadi.

Biroq, issiqlikning to'g'ri ta'rifi I - qonundan qat'i nazar, uni eksperimental o'lchash usulini ko'rsatishi kerak. Issiqlik issiqlik almashinuvi paytida uzatiladigan energiya bo'lgani uchun issiqlik miqdorini o'lchash uchun sinov kalorimetrik tanasi kerak. Sinov organining ichki energiyasini o'zgartirib, tizimdan sinov tanasiga o'tkaziladigan issiqlik miqdorini baholash mumkin va shu bilan I - qonunning to'g'riligini unga kiritilgan barcha uchta miqdorni mustaqil ravishda o'lchash orqali eksperimental tekshirish mumkin: ish, ichki energiya va issiqlik. Agar fenomenologik termodinamikada issiqlik miqdorini kalorimetrik jism yordamida mustaqil o'lchash usuli ko'rsatilmagan bo'lsa, unda I - qonun mazmunli fizik qonun ma'nosini yo'qotadi va issiqlik miqdorining tavtologik ta'rifiga aylanadi.

Bunday o'lchov quyidagicha amalga oshirish mumkin. Ikki jismdan tashkil topgan tizimda bo'lsin $X$ va $Y$ va adiabatik qobiq bilan o'ralgan, tanasi $Y$ (sinov) tanadan ajratilgan $X$ qattiq, lekin issiqlik o'tkazuvchan qobiq. Keyin u makroskopik ishlarni bajarishga qodir emas, lekin tana bilan issiqlik almashinuvi orqali energiya almashinuvi mumkin $X$ . Tana deb faraz qilaylik $X$ mexanik ishlarni bajarishi mumkin, lekin butun tizim adiabatik tarzda izolyatsiya qilinganligi sababli, u faqat tana bilan issiqlik almashishi mumkin $Y$ . Tanaga uzatiladigan issiqlik miqdori $X$ ba'zi bir jarayonda miqdor deyiladi $Q_{X}=-\Delta U_{Y}$,

Bu yerda

$\Delta U_{Y}$ - tananing ichki energiyasining o'zgarishi

$Y$ - Energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, tizim tomonidan bajarilgan umumiy ish ikki jism tizimining umumiy ichki energiyasining kamayishiga teng bo'ladi: $A=-\Delta U_{x}-\Delta U_{y}$, Bu yerda $A$ organizm tomonidan bajariladigan makroskopik ish $X$, bu bizga termodinamikaning birinchi qonunining ifodasi sifatida ushbu munosabatni yozishga imkon beradi: $Q=A+\Delta U_{x}$ .

Klauzius tengsizligi. Entropiya

$\circ \sum _{i=1}^{N}{\frac {Q_{i}}{T_{i}}}\leqslant 0.$

$\oint {\frac {\delta Q(T)}{T}}\leqslant 0.$

Bu yerda

$\delta Q(T)$ - harorat (doimiy) bo'lgan muhitning bir qismi tomonidan uzatiladigan issiqlik miqdori , $T$- temperatura .

Kvazistatik jarayonning alohida holatida u tenglikka aylanadi. Matematik jihatdan, bu kvazistatik jarayonlar uchun entropiya deb ataladigan holat funktsiyasini kiritish mumkinligini anglatadi.

$S=\int {\frac {\delta Q(T)}{T}},$

$dS={\frac {\delta Q}{T}}.$

Adabiyot

• Bazarov I. P. Termodinamika. - M .: Oliy maktab, 1991. - 376 b. Putilov K.A. Termodinamika. - M .: Nauka, 1971. - 375 b. Sivuxin DV Umumiy fizika kursi. - T. II. Termodinamika va molekulyar fizika. - 5-nashr, Rev. - M .: Fizmatlit, 2005. - 544 b. - ISBN 5-9221-0601-5.