g10f-7.1· Fəsil 7: Termodinamikanın əsasları· ~13 dəq

Daxili enerji və termodinamikanın I qanunu

Daxili enerji, istilik miqdarı, I qanun.

Cismi təşkil edən bütün molekulların xaotik istilik hərəkətinin kinetik enerjisi ilə molekullararası qarşılıqlı təsirin potensial enerjisinin cəmi daxili enerji $U$ adlanır. İdeal qaz modeli üçün molekullar arasında potensial enerji sıfır qəbul edilir, ona görə ideal qazın daxili enerjisi yalnız mütləq temperaturdan asılıdır: temperatur artarsa $U$ artar. Daxili enerjini iki üsulla dəyişmək olar: birincisi, xarici qüvvələrin sisteme gördüyü iş $A_{xarici}$ (sıxılma iş görür, genişlənmə — iş alır); ikincisi, istilik mübadiləsi (istilik miqdarı $Q$ ). Termodinamikanın I qanunu — enerjinin saxlanması qanununun termodinamikaya tətbiqidir: $\Delta U = Q + A_{xarici}$ . Eyni qanunu qazın gördüyü iş baxımından yazılır: $Q = \Delta U + A_{qaz}$ , burada $A_{qaz} = -A_{xarici}$ . İzoproseslərdə: izotermik prosesdə $\Delta U = 0$ (temperatura görə), buna görə $Q = A_{qaz}$ ; izoxorik prosesdə $A_{qaz} = 0$ (həcm dəyişmir), buna görə $Q = \Delta U$ .

📌Nümunə

Məsələn: qaza $500$ C istilik verilib, qaz isə $200$ C iş görübsə, daxili enerjinin dəyişməsi $\Delta U = 500 - 200 = 300$ C olur.

Qazın genişlənmə işi A, P–V diaqramında əyrinin altındakı sahəyə bərabərdir

Əsas terminlər

Daxili enerji (

U

) — Cismi təşkil edən bütün molekulların xaotik istilik hərəkətinin kinetik enerjisi ilə molekullararası qarşılıqlı təsirin potensial enerjisinin cəmidir.

İdeal qaz — Molekullar arasında qarşılıqlı təsir qüvvəsi nəzərə alınmayan, potensial enerjisi sıfır qəbul edilən qaz modelidir. İdeal qazın daxili enerjisi yalnız mütləq temperaturdan asılıdır.

İstilik miqdarı (

Q

) — İstilik mübadiləsi nəticəsində sistemə verilən və ya sistemdən alınan enerjidir.

Q > 0

sistemə istilik verilir,

Q < 0

sistem istilik verir.

Termodinamikanın I qanunu — Enerjinin saxlanması qanununun termodinamikaya tətbiqidir:

Q = \Delta U + A_{\text{qaz}}

. Sistemə verilən istilik miqdarı daxili enerjinin dəyişməsinə və qazın gördüyü işə sərf olunur.

İzotermik proses — Sabit temperaturda gedən prosesdir.

\Delta U = 0

olduğu üçün

Q = A_{\text{qaz}}

: sistemə verilən bütün istilik qazın iş görməsinə sərf olunur.

İzoxorik proses — Sabit həcmdə gedən prosesdir.

A_{\text{qaz}} = 0

olduğu üçün

Q = \Delta U

: sistemə verilən bütün istilik yalnız daxili enerjinin artmasına sərf olunur.

İzoproseslərdə termodinamikanın I qanunu

Proses	$\Delta U$	$A_{\text{qaz}}$	$Q$ düsturu	Fiziki mənası
İzotermik ( $T = \text{sabit}$ )	$0$	$A_{\text{qaz}} \neq 0$	$Q = A_{\text{qaz}}$	Verilən bütün istilik işə çevrilir
İzoxorik ( $V = \text{sabit}$ )	$\Delta U \neq 0$	$0$	$Q = \Delta U$	Verilən bütün istilik daxili enerjini artırır

İzotermik və izoxorik proseslərin termodinamikanın I qanununa görə müqayisəsi

✎Daxili enerjinin dəyişməsinin hesablanması

1Məsələ: Qaza $500\ \text{C}$ istilik miqdarı verilmişdir. Bu zaman qaz $200\ \text{C}$ iş görmüşdür. Qazın daxili enerjisinin dəyişməsini tapın.
2Verilənlər: $Q = 500\ \text{C}$ , $A_{\text{qaz}} = 200\ \text{C}$ . Tapmalı: $\Delta U$ .
3Düstur: Termodinamikanın I qanunu: $Q = \Delta U + A_{\text{qaz}}$ , buradan $\Delta U = Q - A_{\text{qaz}}$ .
4Hesablama: $\Delta U = 500\ \text{C} - 200\ \text{C} = 300\ \text{C}$ .
5Cavab: Qazın daxili enerjisi $300\ \text{C}$ artmışdır. Bu o deməkdir ki, verilən istilik enerjisinin bir hissəsi ( $200\ \text{C}$ ) qazın genişlənərək iş görməsinə, qalan hissəsi ( $300\ \text{C}$ ) isə daxili enerjinin artmasına sərf olunmuşdur.

🚫Tez-tez səhv

Şagirdlər tez-tez $A_{\text{xarici}}$ və $A_{\text{qaz}}$ işlərini qarışdırırlar. Unutmayın: $A_{\text{qaz}} = -A_{\text{xarici}}$ . Əgər qaz genişlənirsə, qaz özü iş görür ( $A_{\text{qaz}} > 0$ ); qaz sıxılırsa, xarici qüvvələr qaz üzərində iş görür ( $A_{\text{xarici}} > 0$ ). Düsturu $Q = \Delta U + A_{\text{qaz}}$ şəklində yazmaq daha əlverişlidir.

💡Qeyd

Termodinamikanın I qanununu yadda saxlamaq üçün: "İstilik həm daxili enerjini artırmağa, həm də iş görməyə sərf olunur" — yəni $Q$ iki yerə bölünür: $\Delta U$ və $A_{\text{qaz}}$ . İdeal qazda $U$ yalnız temperaturdan asılı olduğu üçün temperatur dəyişməzsə ( $\Delta T = 0$ ), daxili enerji də dəyişməz ( $\Delta U = 0$ ).

Qaydalar

1Daxili enerji $U$ — molekulların kinetik və potensial enerjilərinin cəmidir; ideal qazda $U$ yalnız $T$ -dən asılıdır.
2Daxili enerjini dəyişdirməyin iki yolu var: iş görülməsi ( $A$ ) və istilik mübadiləsi ( $Q$ ).
3Termodinamikanın I qanunu: $Q = \Delta U + A_{qaz}$ , yaxud $\Delta U = Q - A_{qaz}$ ; enerji saxlanır.
4İzotermik prosesdə $\Delta U = 0$ , ona görə $Q = A_{qaz}$ ; izoxorik prosesdə $A_{qaz} = 0$ , ona görə $Q = \Delta U$ .
5İşarə qaydası: qaz genişlənəndə $A_{qaz} > 0$ (iş görür); sıxılanda $A_{qaz} < 0$ (iş qaza görülür).

Məşq

10 asan · 10 orta · 10 çətin

Hər testdə təsadüfi 10 sual seçilir

Asan Orta Çətin Qarışıq

Daxili enerji və termodinamikanın I qanunu

Qrafiklər

Əsas terminlər

Qaydalar

Məşq