Termodinamik proses
İstilik (Q) temperatur fərqi səbəbindən bir cisimdən digərinə keçən enerjidir. Sistemlər və mühitlər haqqında danışsaq, istilik, temperatur fərqi səbəbindən sistemdən mühitə keçən enerji və ya mühitdən sistemə keçən enerjidir. Sistemin temperaturu ətraf mühitin temperaturundan yüksəkdirsə, istilik sistemdən ətraf mühitə axacaq. Ətraf mühitin temperaturu sistem temperaturundan yüksəkdirsə, istilik ətraf mühitdən sistemə axacaq.
İstilik (Q) temperatur fərqinə görə hərəkət edən enerjidir, iş (W) isə iş vasitəsilə enerji ötürülməsi ilə əlaqədardır. Məsələn, sistem ətraf mühit üzərində işləyirsə, enerji sistemdən ətraf mühitə keçir. Əksinə, ətraf mühit sistem üzərində işləyirsə, enerji ətraf mühitdən sistemə keçir.
Daxili enerji və termodinamikanın birinci qanunu
Sistemin daxili enerjisi (U) sistemdəki bütün molekulyar kinetik enerjinin, üstəgəl sistemdəki molekullar arasındakı qarşılıqlı təsirdən yaranan bütün potensial enerjinin miqdarının cəmidir. Əgər istilik ətraf mühitdən sistemə axırsa (sistem enerji alırsa), sistemdəki enerji artır. Əksinə, əgər sistem ətraf mühit üzərində işləyirsə (sistem enerji buraxırsa), sistemdəki enerji azalır.
Enerjinin qorunmasına əsasən, sistemdəki daxili enerji dəyişiklikləri = sistemə istilik əlavə olunur (sistem enerji alır), sistem tərəfindən görülən iş çıxılmaqla (sistem enerji buraxır).
ΔU = daxili enerji dəyişiklikləri, Q = İstilik, W = İş
Daxili enerji sistemin mikroskopik kəmiyyətidir, ona görə də onun dəyəri bilinmir. Daxili enerjidəki dəyişikliklər sistemə əlavə edilən enerji və sistem tərəfindən istilik və iş şəklində buraxılan enerji vasitəsilə bilinə bilər. Bunun əksinə olaraq, temperatur (T), təzyiq (p), həcm (V) və kütlə (m) və ya bəzi mollar (n) kimi makroskopik kəmiyyətlər məlumdur.
İstilik və iş yalnız sistemlə ətraf mühit arasında enerji ötürülməsi prosesində iştirak edir. İstilik və iş sistemin vəziyyətini ifadə edən kəmiyyət deyil.
İstilik (Q) və İş (W) üçün işarə qaydaları
İstilik və İş üçün işarə qaydaları Termodinamikanın Birinci Qanununun tənliyinə uyğunlaşdırılır. Yuxarıdakı tənlikdə istilik (Q) sistemə əlavə edilən istilikdir (Q müsbət), yuxarıdakı tənlikdə iş (W) isə sistemin gördüyü işdir (W müsbət). Əgər istilik sistemdən çıxırsa, Q mənfidir. Əgər sistem üzərində iş görülürsə, W mənfidir.
Nümunə 1:
Sistemə 2000 Coul istilik əlavə edilərsə, sistem 1000 Coul işləyərkən sistem nə qədər dəyişir?
Həll
ΔU = Q – W = 2000 – 1000= 1000 Coul.
Sistem 2000 Coul istilik udur (sistem enerji alır), eyni zamanda 1000 Coul iş verir (sistem buraxma enerjisi). Sistem enerjisinin dəyişməsi = 1000 Coul.
Nümunə 2:
Sistemdən 2000 Coul istilik ayrılır. Sistem 1000 Coul iş görür. Sistemin daxili enerji dəyişikliklərini hesablayın.
Həll
Sistem istilik buraxırsa, Q mənfi olur.
ΔU = Q – W = -2000 – 1000= -3000 Coul.
Sistem 2000 Coul istilik buraxır. Sistem həmçinin 1000 Coul işi (sistem buraxma enerjisi) yerinə yetirir. Beləliklə, sistemin daxili enerjisi 3000 Coul azalır.
Nümunə 3:
Sistemə 2000 Coul istilik əlavə olunur və sistem üzərində 1000 Coul iş görülür. Sistemin daxili enerji dəyişikliklərini hesablayın.
Həll
Sistem üzərində iş görüldüyü üçün W mənfidir.
ΔU = Q – W = 2000 – (-1000) = 3000 Coul.
Sistemin daxili enerjisi 3000 Coul artır.
