— Fizika” ta’lim yo‘nalishi iv-kurs 42-guruh talabasi Jalilova Matlubaning

Temodinamikaning birinchi qonuni.

Darsning rejasi:

1. Darsning ta’limiy maqsadi:

   
   

1. energiyaning saqlanish qonunini takrorlash, umumlashtirish natijasida o’quvchilarning bilimlarini chuqurlashtirish asosida termodinamikaning birinchi qonunining fizik mohiyatini tushuntirish.

   
   

2. O’tkazlidigan demonstration tajribani kuzatish tahlil qilish, taqqoslash, umumiy belgilarni ajratib olish, ulardan kelib chiqadigan xulosalardan foydalanib ishlash ko’nikmalarini hosil qilish.

   
   

2. Darsning rivojlantiruvchi maqsadi:

   
   

O’quvchi shaxsiyatiga energiya materiyaning bir ko’rinishi sifatida har doim mavjud ekanligi, yo’q bo’lmasligi, fizik jarayonlarda bir turdan ikkinchi turga aylanishi to’g’risidagi dunyoqarashni rivojlantirish.

3. Darsning jihozi:

   
   

1. Termopara bilan M 1032 demonstratsion galvonometr;

   
   

2. Cho’ziluvchan moslama bilan gidravlik press;

   
   

3. Metall sterjen;

   
   

4. Qalin shishadan ishlangan proberka;

   
   

5. Shina yoki Komovskiy nasosi;

   
   

6. Kichik yoritgich

   
   

Darsning borishi:

O’qituvchi tomonidan o’quvchilarga 9 sinfda o’tilgan energiyaning saqlanish va bir turdan boshqa turga aylanish qonunini takrorlash va unga misollar keltirish tavsiya etiladi. Undan keyin esa mexanik energiyani issiqlik energiyasiga aylanishini nomayon qiluvchi tajribani ko’rsatadi. Bu tajriba jiz materialdan tayyorlangan trubkani ishqalanish vositasida qizdirishdan iborat.
Yupqa jiz trubka shtativga mahkamlanadi va uning ichiga 4-3 sm³ hajmda efir solinadi. Uning og’zini tiqin bilan germetik berkitiladi. Gilzani mustahkam uzulmaydigan shnur yordamida o’rab olinadida, keyin trubkaga yopishgan shnurni u yoq-bu yoqqa harakatlantiriladi, ya’ni ishqalanadi.

Shnur trubkaga ishqalangan sari trubka devoir qiziydi va efirni qizdiradi. Bir necha sekunddan keyin efir qaynay boshlaydi, uning natijasida bosim ortib efir bug’ining bosim kuchlari tiqinni yuqoriga otib yuboradi. (4-rasm)

O’quvchilarga nima uchun bu hodisa ro’y beradi? – degan savol beriladi.

Sinfdan 2-3 o’quvchi hodisaning fizik ma’nosini tushuntirib beradi, keyin birgalikda mexanik energiyaga issiqlik energiyaga aylanganligi haqida haqida misollar keltirishni tavsiya qilamiz. Navbatdagi tajriba, sterjenning jo’zilishi jarayonida uning qizishidir.

Tajribaning natijalarini o’quvchilar bilan birgalikda muhokama qilinadi, so’ng xulosa chiqariladi.

O’qituvchi bunga qo’shimcha Robert, Mayer , Joul, Kelvin ishlari va g’oyalari haqida gapirib berishi kerak. Yuqoridagi olimlar tomonidan “Mexanik ish bilan issiqlik miqdori ekvivalent” ekanligi to’g’risidagi g’oyalar uzoq vaqt mavhum bo’lib kelganini aytish kerak. Ko’proq issiqlik energiyasining mexanik energiyaga aylanishi, tabiatda turli jarayonlar yuz berishi natijasida har doim energiya bir turdan ikkinchi turga aylanib turish masalasida to’xtatish lozim.

Ichki enrgiyani o’zgartirsh usullariga ko’proq misollar keltirilad. Keyin o’qituvchi “issiqlik o’tkazuvchanlik” “konveksiya” “nurlantirish” larni takrorlab turib, ularni turmushda, texnikada va konkret vaziyatlarda qo’llanishi, issiqlik miqdori bir jismdan ikkinchi jismga o’tganda hisoblash formulalari ishlatilishi haqida gapiradi. Yuqoridagi savollarni tahlil qilib bo’lgandan so’ng termodinamikaning birinchi qonuniga quyidagicha ta’rif beriladi:

Energiyaning saqlanish va bir turdan ikkinchi turga o’tishi qonunining matematik ifodasini issiqlik jarayonlariga qo’llashi termodinamikaning birinchi qonuni deyiladi.

Faraz qilaylik, sistema bir holatdan ikkinchi holatga o’tishida, uning ichki energiyasi ga o’zgargan bo’lsin. Bunday o’zgarish sistemaga miqdordagi issiqlik bergandagina bo’lishi mumkin. Umumiy holda yuqorida ko’rib chiqqanimizdek ichki energiyani o’zgarishi bilan bir qatorda sistema A miqdorda mexanik ish bajarishi mumkin. Agar shartli ravishda, sistema uning bajargan ishini va issiqlik miqdorini musbat deb qabul qilinsa, bu hol uchun termodinamikaning birinchi bosh qonunining matematik ifodasi ushbu ko’rinishda yozilishi mumkin:

va shunga mos ravishda ta’rif sistemaga berilgan issiqlik miqdorining bir qismi uning ichki energiyasini ko’paytirishga va sistema tshqi kuchlarga qarshi ish bajarishi uchun sarflanadi.

Termodinamikaning birinchi qonunining fizik mohiyatini yanada chuqurroq yoritib beradigan, ya’ni abadiy dvigatel yaratish mumkin emasligini tasdiqlovchi shunday ta’rif ham qabul qilingan:

Tashqaridan energiya olmasdan turib ish bajaradigan davriy harakatga keluvchi qurilma mavjud bo’lishi mumkin emas.

formuladan ko’rinib turibdiki, agar tashqaridan olingan issiqlik miqdori bo’lsa, . (-) ishorasi sistema ichki energiyasining kamayishi hisobiga ish bajarar ekan. Sistemada ichki energiyasining miqdori chegaralanganligini hisobga olsak, u tugagandan keyin dvigatel to’xtab qoladi. Ba’zi hollarda termodinamikaning birinchi qonunini chegaralangan sistemada ichki energiyaning o’zgarmasligi qoidasi ham deyiladi. u quyidagicha o’qiladi.

Har qanday chegaralangan sistemaning ichki energiyasi o’zgarmas kattalikdir.

O’qituvchi fizikada bo’limlar chuqur o’rgatilishuini hisobga olib, gazning o’zgarmas hajmdan va o’zgarmas bosimdagi issiqlik sig’imlari tushunchasini berisgh mumkin.

Ta’rifga ko’ra, agar bo’lib ish bo’lsa, unday hol uchun , yoki bo’ladi.

Suyuqlik va qattiq jismlarda ni holidan kichik - shuningh uchun bunday jismlar uchun deyish mumkin. Gazlarda hajmiy kengayish koeffitsenti qattiq jism va suyuqliklarga qaraganda taxminan 100 marta yuqori, gazlar uchun

.

Ideal gaz uchun hisoblaydigan bo’lsak

unda

Agar termodinamikaning birinchi qonuni bir mol miqdorda modda uchun qo’llab ish faqat hajm kengayishi hisobiga bajarilishini nazarda tutib issiqlik miqdorini hisoblaydigan bo’lsak:

bo’ladi.

Keying masala – bu termodinamika birinchi qonunining turli xil jarayonlarga ishlatilishiga doir misollar keltirishdir. Orada o’qituvchi, termodinamikaning birinchi qonuni – materiyaning birinchi qonuni – materiyaning yo’q qilib bo’lmasligi va abadiyligini fizik ifodasi ekanligini gapirib, energiya – materiyaning barcha ko’rinishidagi harakat ma’yori ekanligini, harakat esa materiyaning asosiy xossasi bo’lib, u bilan hamma vaqt, har doim, har qanday sharoitda ham ajralmas ekanligi, shuning uchun termodinamikaning birinchi qonuni, materiya harakatini va uning o’zini abadiy ekanligini tasdiqlovchi tabiiy qonunlaridan biri ekanligini tushuntiradi. O’qituvchiga darsni masala yechish tahlili bilan yakunlash tavsiya etiladi.