Termodinamika və 3 qanunu


Digərləri 18 İyn 2019 22:55:00 48 0

Termodinamika və 3 qanunu

Elm günü-gündən inkişaf edərək, özünü durmadan yeniləyir. Müasir texnologiyanın yaranmasına təkan verir, alimlər tərəfindən yeni nəzəriyyələr ortaya qoyulur və ya bir başqa nəzəriyyə yalnışlanaraq "arxivə" qoyulur. Artıq kvant fizikası, sim nəzəriyyəsi, M nəzəriyyəsi və başqa nəzəriyyələr dillər əzbərinə çevrilmişdir. Kvant fizikasının adını uşaqdan-böyüyə demək olar ki, hər kəs eşidir. Ölkəmizdə iş daha geniş "vüsət" almaqdadır. Belə ki, Youtube platformasından kvant fizikasına aid sənədli film izləyənlər belə sosial şəbəkələrdə buna aid status yazaraq özünü fizikanın, xüsusən kvant fizikasının bilicisi kimi göstərir. Bu yaxşı haldır, təbii ki, izləmək, öyrənmək yaxşıdır, ancaq daha özünü sanki illərdir CERN-də təcrübə aparan fiziklər kimi qələmə vermək düzgün deyil. Bir də əsas məsələ budur ki, təməl nəzəriyyələri bir kənara qoyaraq, ancaq Kvant, Sim və sair şeylərdən danışmaları məni düşündürməyə vadar et və bu yazını yazmağa qərar verdim.

Bu yazıda sizlərə fizikanın ən təməl və gözəl, bir o qədərdə ağır qolu olan Termodinamika haqqında məlumat verəcəyəm. Yazıma başlamazdan əvvəl Termodinamikanın ağırlığını sizlərə bu cümlələrlə çatdırmaq istəyirəm: "Əgər siz gənc fiziksizsə, sizin əlinizdə yeni bir nəzəriyyəniz varsa və sizin nəzəriyyəniz Maksvel Elektrodinamikası ilə uyğun gəlmirsə, sizin haqlı olma ehtimalınız haradasa mümkündür. Ola bilsin, Maksvel səhv edib. Ancaq sizin nəzəriyyəniz Termodinamika ilə üst-üstə düşmürsə, ona ziddirsə, sizin haqlı olma ehtimalınız 0-a bərabərdir. Siz nəzəriyyənizi heç üzə çıxarma zəhmətinə belə qatlanmayın". İndi isə termodinamikaya daxil olaraq onun sirrini açmağa başlayaq.

Termodinamika nədir? Hərfi mənası istilik qüvvəsi (termo, diamika) deməkdir. Termodinamika temperaturla bağlı olan prosesləri öyrənən fizika sahəsidir. Daha dəqiq tərifini versəm, Termodinamika enerjinin və qanunların bir növdən digərinə çevrilmələrini öyrənən elm sahəsidir. İşçi maddələrin köməyi ilə istilik və mexaniki enerjilərin qarşılıqlı çevrilməsinə baxılan hissəsi texniki termodinamika adlanır. Bir-biri ilə və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi olan cisimləri göstərən termodinamik sistem texniki termodinamikanın əsaslarından biridir. Termodinamik sistemlərə misal olaraq silindirdə porşenin hərəkəti ilə genişlənən və ya sıxılan qazları göstərmək olar. Termodinamika istilik hadisələri bağlı olduğu üçün bu hadisələri analiz edərkən bir neçə paramtrlərdən istifadə edilir. Bu parametrlərə hal göstəriciləri də deyilir. Hal göstəriciləri - istilik, təzyiq və xüsusi çəki ilə müəyyən edilir. Bu parametrlər bəzən sistemin funksiyası adlanır. İstilik - makroskopik sistemin termodinamik tarazlıq halını xarakterizə edən fiziki kəmiyyətdir. Termodinamik fizika inkişaf etdirildikcə artıq aksiom halını alan qanunlar ortaya qoyuldu. Belə ki, əvvəlcə qanun olaraq ortaya atılan daha sonra fiziki-riyazi metodlarla isbatlanan qanunlar o qədər dəqiq bir şəkildə işlədi ki, artıq o qanunlar aksiom halını aldı.

Termodinamikanın 3 qanunu

Termodinamikanın 1-ci qanunu

Termodinamikanın birinci qanunu enerjinin saxlanma qanununun həm də istilik hadisələrinə tətbiqindən ibarətdir. Bu qanunu ifadə etməzdən əvvəl mexanikada enerjinin saxlanma qanununu bir daha yada salaq: daxilində yalnız konservativ qüvvələr təsir göstərən qapalı sistemin tam mexaniki enerjisi sabitdir. Bəs sistem daxilində həm də qeyri-konservativ, məsələn, sürtünmə qüvvəsi təsir göstərdikdə hansı hadisələr baş verir ki, mexaniki enerjinin saxlanma qanunu pozulur? Bu zaman mexaniki enerjinin bir hissəsi sürtünmə nəticəsində istiliyə çevrilir. Enerjinin istiliyə çevrilən hissəsini (sürtünmə nəticəsində ayrılan istilik miqdarını) də nəzərə alsaq, bu halda da tam enerjinin saxlandığını deyə bilərik. Mexanika bəhsində istilik miqdarı anlayışı olmadığına görə enerjinin saxlanma qanununun təsir dairəsi məhdudlaşır. Bu məhdudluq istilik hadisələri də nəzərə alındıqda aradan qaldırılır. Məlum olduğu kimi, qazın daxili enerjisinin dəyişməsi, onun üzərində görülən, yaxud qazın özünün gördüyü işlə bağlıdır.

Deməli, sistemin daxili enerjisi və görülən makroskopik iş bir-biri ilə əlaqədar kəmiyyətlərdir. Bəs sistemə xarici istilik mənbəyindən müəyyən istilik miqdarı verdikdə, sistemdə hansı dəyişikliklər baş verir? Termodinamikanın birinci qanunu bilavasitə bu sualla əlaqədardır. Həmin qanunun məzmunu belədir: sistemə verilən istilik miqdarı (δQ), onun daxili enerjisinin artmasına ( dE ) və sistem tərəfindən xarici qüvvələrə qarşı görülən işə (δA) sərf olunur. Riyazi olaraq termodinamikanın birinci qanunu belə ifadə olunur:

ΔQ = ΔU + ΔA ΔQ - İstilik miqdarı (cismə kənardan verilən istilik miqdarı) ΔU - Cismin daxili enerjisinin artması ΔA - Enerjinn sərf olunduğu iş

Termodinamikanın 1-ci qanunundan belə bir maraqlı nəticə alınır. Ətraf cisimlərdə heç bir dəyişiklik etmədən heçdən iş görmək olmaz. Heçdən iş görə bilən belə bir qurğu olsaydı, onu daimi mühərrik adlandırmaq olardı. Bunu nəzərə alaraq daimi mühərrikə belə tərif vermək olar: Yeganə nəticəsi heçdən iş görməklə nəticələnən proses əsasında işləyən qurğu birinci növ daimi mühərrik adlanır. Birinci növ daimi mühərrik yaratmaq üçün göstərilən çoxlu sayda cəhdlərə baxmayaraq bu qurğu termodinamikanın birinci qanuna zidd olduğundan həmin cəhdlərin hamısı iflasa uğramışdır. Termodinamikanın birinci qanununu şərh və təhlil edərkən onun tətbiq olunduğu sistem üzərinə heç bir şərt qoymadıq. Bu səbəbdən termodinamikanın birinci qanunu istənilən termodinamik sistem üçün doğrudur. Xüsusi halda sistem qapalı (izolə olunmuş) olarsa, onun xariclə heç bir əlaqəsi olmadığından dQ=0 və dA=0 olur. Bunları yuxarıdaki formulda nəzərə alsaq, dE=0 və buradan, E=sabit alırıq.

Deməli, qapalı sistem daxilində hansı proseslərin getməsindən asılı olmayaraq onun daxili enerjisi dəyişmir. Bu ifadə qapalı sistemlər üçün termodinamikanın birinci qanunudur. Unutmamaq lazımdır ki, termodinamika yalnız çoxlu sayda zərrəciklərdən ibarət sistemləri öyrənə bildiyindən birinci qanunu ayrı-ayrı atom, yaxud molekullara tətbiq etmək olmaz. Bu mənada termodinamikanın birinci qanunu mexanikada enerjinin saxlanma qanununa nəzərən məhduddur. Bundan fərqli olaraq ayrılıqda götürülmüş atom və molekullara, həmçinin az sayda zərrəciklərdən ibarət sistemlərə mexaniki enerjinin saxlanma qanununu tətbiq etmək olar. Birinci qanunun izahının sonunda enerjinin saxlanma qanununun tarixinə çox qısa nəzər salaq.

Bu qanun üç böyük alimin adları ilə bağlıdır. Bunlar Mayer, Helmhols və Couldur. Məşhur yapon fizikaşünası R. Kubo bu 3 alim haqqında deyir: "Yulius Robert Mayer (1814-1878) həqiqətən dahidir. O, bizim dünyaya yeganə bir məqsədlə - belə böyük kəşf etmək məqsədilə təşrif buyurdu. German Lüdviq Ferdinand Helmhols (1821-1894) bu qanunu "Erhaltung der Kraft", yəni enerjinin saxlanma qanunu adlandırdı. Mayer kim o, da fəaliyyətə həkim olaraq başladı, mənalı ömrünü isə o zamanın böyük fizioloqu və fizikaşünası kimi yaşadı. Ceyms Preskott Coul (1818-1889) 40 ildən çox müddət ərzində iş və istiliyin ekvivalentliyini eksperimental tədqiq etməklə məşğul oldu. Bu üç nəhənglərdən həmin qanunu müəyyənləşdirməyə müyəssər olan birinci şəxs və bu sahədəki fəaliyyəti etiraf olunan sonuncu şəxs Mayer olmuşdur."

Termodinamikanın 2-ci qanunu

Bu qanun sistemin entropiyasının yüksəlməsi qanunu kimi də bilinir. Mahiyyəti budur ki, qapalı sistemdə baş verən bütün istilik prosesləri üçün entropiyanın artması zəruridir, qapalı sistemin entropiyasının mümkün maksimum qiyməti (kəmiyyəti) istilik tarazlığında əldə olunur. Termodinamikanın II qanununun kəşfi fransız alimi S.Karlo (1796-1832), ingilis fiziki U. Tomson və R. Klauzisin işləridir. Bu kəşf 19-cu əsrin 50-ci illərində baş vermişdir. Qeyri-taraz proseslərin termodinamikasının banilərindən biri Belçika alimi İ.R. Priqojin (1917-2003) özünün mühazirələrindən birində (1977-ci ildə) demişdir: Elm tarixində termodinamikanın II qanunu izah etməli olduğu hadisələr çərçivəsindən kənara çıxaraq elmdə görkəmli rol oynadı.

İman insana nə verir? like
  • 18 İyn 22:50  
Digərləri İman insana nə verir?

Allaha iman bəsləmək təbiət və instinktlərlə bağlı istək və arzular

arrow Ətraflı
Azərbaycanda  qızılgümüş like
  • 18 İyn 22:46  
Digərləri Azərbaycanda qızılgümüş

Azərbaycanda qızıl və gümüş ucuzlaşıb.

arrow Ətraflı
Qurandakı tövbə və əfvin Kərbəladakı bariz nümunəsi like
  • 18 İyn 22:45  
Digərləri Qurandakı tövbə və əfvin Kərbəladakı bariz nümunəsi

Tövbə elə bir haldır ki, insan qəlbində peşman olar və ondan sonra dilin

arrow Ətraflı
"Hərcai": məşhur türk serialının uğuru nədədir? like
  • 18 İyn 22:42  
Digərləri "Hərcai": məşhur türk serialının uğuru nədədir?

Meydanı istedadsız və savadsız adamlara açanda ortada sənət də məhv olu

arrow Ətraflı
Simic kişinin ailəsinin onun barəsində bəd duası qəbul olunar like
  • 18 İyn 22:40  
Digərləri Simic kişinin ailəsinin onun barəsində bəd duası qəbul olunar

Ailənin maddi ehtiyaclarını təmin etmək - ailə başçısının vəzifəsid

arrow Ətraflı
Qazaxıstanda aksiyalar: 300 polis xəsarət alıb, like
  • 18 İyn 22:39  
Dünya Qazaxıstanda aksiyalar: 300 polis xəsarət alıb,

Prezident aksiyaların keçirildiyi əraziyə təsadüfən gələn şəxslərin

arrow Ətraflı
"Bir araya gəlməyimiz mümkün deyildi": Ərdoğan Mursinin like
  • 18 İyn 22:38  
Dünya "Bir araya gəlməyimiz mümkün deyildi": Ərdoğan Mursinin

"Mursinin yenə bir məhkəmə salonunda son nəfəsini verməsi ona və xalqın

arrow Ətraflı
Dövlət Duması qalmaqallı qanunu qəbul etdi: ABŞla önəmli saziş ləğv olundu like
  • 18 İyn 22:37  
Dünya Dövlət Duması qalmaqallı qanunu qəbul etdi: ABŞla önəmli saziş ləğv olundu

Rusiya Dövlət Duması "Yaxın və orta mənzilli raketlərin ləğvi"

arrow Ətraflı
Rusiyada müğənni həbs edildi: like
  • 18 İyn 22:36  
Dünya Rusiyada müğənni həbs edildi:

Moskva polisi azərbaycanlı olduğu bildirilən müğənnini həbs edib.

arrow Ətraflı
Hörümçək yuvasına arxalananlar like
  • 18 İyn 22:35  
Digərləri Hörümçək yuvasına arxalananlar

Allahdan başqasını özlərinə rəhbər tutanlar özünə yuva qurmuş hörü

arrow Ətraflı
Gəncədə yoldaşları gənc oğlanın meyitni xəstəxanada like
  • 18 İyn 22:31  
Digərləri Gəncədə yoldaşları gənc oğlanın meyitni xəstəxanada

Gəncə şəhərində 1991-ci il təvəllüdlü Teymurov Tural Şakir oğlu ona

arrow Ətraflı
Bayramdan sonra ölkədə qızıl-gümüş ucuzlaşdı like
  • 18 İyn 22:30  
Digərləri Bayramdan sonra ölkədə qızıl-gümüş ucuzlaşdı

Azərbaycanda qızıl və gümüş ucuzlaşıb

arrow Ətraflı
NyuYorkda qalaya yollandı  FOTO like
  • 18 İyn 22:30  
Digərləri NyuYorkda qalaya yollandı FOTO

Amerikalı aktrisa, müğənni və model Zoi Kravits HBO telekanalında reytinq

arrow Ətraflı
Şamaxıda yük maşını dərəyə aşıb, sürücü ölüb  FOTO like
  • 18 İyn 22:26  
Digərləri Şamaxıda yük maşını dərəyə aşıb, sürücü ölüb FOTO

Şamaxı rayonunda ölümlə nəticələnən yol-nəqliyyat hadisəsi baş verib

arrow Ətraflı
"Kafir" nə deməkdir? like
  • 18 İyn 22:25  
Digərləri "Kafir" nə deməkdir?

"Həqiqətən, kafir olan kəsləri əzabla qorxutsan da, qorxutmasan da, o

arrow Ətraflı