İstilik balansı tənliyi, İstilik proseslərində enerjinin saxlanması qanunu

Kateqoriyalar Fizika

İstilik balansı tənliyi, İstilik proseslərində enerjinin saxlanması qanunu

Temperaturları müxtəlif olan iki cisim bir-birinə toxunduqda onlar arasında istilik mübadiləsi baş verir: isti cisim soyuyaraq daxili enerjisinin bir hissəsini soyuq cismə verir, soyuq cisim isə bu enerjini alaraq bir qədər qızır. Cisimlər arasında istilikvermə onların temperaturları bərabərləşənə qədər davam edir. Bu iki cisimdən ibarət sistem təcrid olunmuş sistemdirsə, yəni kənar cisimlərə istilik verilmir və kənar cisimlərdən istilik alınmırsa, sistemin ümumi daxili enerjisi dəyişmir, saxlanır:

U0 = Uson

və ya
Uson — U0 = 0. (1)
Burada U0 — sistemin başlanğıc daxili enerjisi, Uson — sistemin son daxili enerjisidir. Bu o deməkdir ki, təcrid olunmuş sistemdəki isti cismin (və ya cisimlərin) verdiyi istilik miqdarı (Q2) sistemdəki soyuq cismin (və ya cisimlərin) aldığı istilik miqdarına (Q1) bərabər olur:

Q2| = | Q1 | və ya Q1 + Q2 = 0. (2)

(2) bərabərliyi istilik balansı tənliyi adlanır və (1) ifadəsi ilə birlikdə enerjinin saxlanması qanununu ifadə edir:

Təcrid olunmuş sistemlərdə cisimlər arasında yalnız istilikvermə prosesi baş verirsə, bu sistemin daxili enerjisi saxlanılır.

Qeyd edək ki, təcrid olunmuş sistemlərdə cismin aldığı vəya verdiyi istilik miqdarını, habelə cismin xüsusi istilik tutumunu təyin etmək üçün kalorimetr adlanan cihazdan istifadə edilir (a).

Kalorimetr latınca calor — istilik və yunanca metreo — ölçmək sözlərindən yaranmışdır. Sadə məktəb kalorimetri silindrik formalı alüminium stəkandan ibarətdir. O, istilik təsirlərindən təcrid olunmaq üçün nisbətən böyük plastmas stəkanda yerləşdirilir. Plastmas stəkan termometr və qarışdırıcı üçün nəzərdə tutulan iki dəliyi olan qapaqla təchiz edilmişdir. Stəkanlar bir-birindən hava aralığı ilə təcrid olunur (b).

İstilik proseslərində enerjinin saxlanması qanunu

Ornitoloqlər müəyyən etmişlər ki, ən nəhəng köçəri quşlardan olan qu quşları 100 m yüksəklikdə uçmaqla gün ərzində fasiləsiz olaraq 800 — 1000 km məsafə qət edə bilirlər.
Şahinkimilər qrupuna aid edilən ən nəhəng yırtıcı quşlardan biri Cənubi Amerika harpiyasıdır. O, 7 kq kütləli meymunu ovlayıb asanlıqla 70 — 90 m hündürlükdəki yuvasına qaldıra bilir.

Köçəri quş qatarının isti ölkələrə uçduğu və yırtıcı quşun ağır ovunu yuvasına qaldırdığı zaman onlarda hansı enerji dəyişikliyi baş verir?
Fizika qanununa görə, bu enerji dəyişikliyi nəyə sərf olunur?

Daxili enerjinin dəyişməsi nəyə bərabərdir?
Şəkildəki təsvirləri araşdırın: manometrlə birləşdirilən və içərisində hava olan kolba eyni zamanda həm qızdırılır, həm də parça ilə sürtülür (a); rezin pozan şam alovunda qızdırılır (b), o kağız üzərindəki xətti pozur ©, pozanın səthi Günəş şüaları ilə işıqlandırılır (d); fincandaki çay soyuyur (e).
İstilik proseslərində enerjinin saxlanması qanunu

İstilik proseslərində enerjinin saxlanması qanunu

Daxili enerjinin dəyişməsi yalnız mexaniki işgörmə, yalnız istilikvermə, eyni zamanda həm işgörmə və həm də istilikvermə ilə baş verə bilər:

Cismin və ya bir neçə cisimdən ibarət sistemin daxili enerjisi yalnız mexaniki işgörmə ilə dəyişirsə, daxili enerjinin dəyişməsi görülən işə bərabərdir: ∇U = A.
Sistemin daxili enerjisi yalnız istilikvermə ilə dəyişirsə, daxili enerjinin dəyişməsi sistemə verilən istilik miqdarına bərabərdir: ∇U = Q.
Sistemin daxili enerjisi eyni zamanda mexaniki işgörmə və istilikvermə nəticəsində dəyişirsə, daxili enerjinin dəyişməsi görülən iş ilə istilik miqdarının cəminə bərabərdir: ∇U = A + Q.

Bu, istilik proseslərində enerjinin saxlanması qanununun ifadəsidir.
Sistemin daxili enerjisinin artması və azalması proseslərində onun daxili enerjisinin dəyişməsini necə müəyyən etmək olar?

Uyğun proseslərdə sistemin daxili enerjisinin dəyişməsi aşağıdakı kimi müəyyən olunur:

Müəllif: Mirzəli Murquzov, Rasim Abdurazaqov, Rövşən Əliyev, Dilbər Əliyeva
Mənbə: Fizika 8 Ümumtəhsil məktəblərinin 8-ci sinfi üçün Fizika fənni üzrə Dərslik