Научная статья на тему 'TERMODINAMIKA KURSIDA STATISTIK G’OYALARNI SHAKLLANTIRISH'

TERMODINAMIKA KURSIDA STATISTIK G’OYALARNI SHAKLLANTIRISH Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

245
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «TERMODINAMIKA KURSIDA STATISTIK G’OYALARNI SHAKLLANTIRISH»

Zamonaviy ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologiyalarning dolzarb muammolari va yutuqlari

Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti

TERMODINAMIKA KURSIDA STATISTIK G'OYALARNI

SHAKLLANTIRISH

J. M. Abdullayev

Navoiy davlat pedagogika instituti, Navoiy, O'zbekiston

Termodinamikaning rivojlanishi statistik fizikaning rivojlanishi bilan bog'langanligini asosiy termodinamika kattaliklarning statistik talqinini tahlil etish orqali ko'rish mumkin. Shu o'rinda termodinmikaning ikkinchi qonuni statistk talqinini qaraylik.

Ma'lumki, gazlar kinetik nazariyasi nuqtai nazardan entropiyani tizim tartibsizligi o'lchovi sifatida qarash mumkin. Agar qaralayotgan tizimdan o'zgarmas bosimda issiqlik ajralib chiqsa entropiyaning kamayishi tizim tartiblanishi ortishi kuzatiladi. Bu holatni gazsimon moddaning qattiq holatga o'tishida yaqqol ko'rinadi. Gaz molekulalari tartibsiz harakatlanishi tajribalarda isbotlangan bunday gaz issiqlik chiqarish va uning molekulalari ma'lum bir holatni egallash mumkin. Ma'lum vaqt oralig'ida bu molekula shu holat atrofida tebranib turadi, lekin vaqt o'tishi bilan molekula suyuqlik ichida siljiydi. Shunday qilib suyuqlik ichida molekulalarning kichik hajmlarda tebranishi va bir vaqtning o'zida hajm bo'ylab siljish kuzatiladi. Haroratning yanada pasayishi suyuqlik entropiyasining ham kamayishiga issiqlik molekulalarining issiqlik harakati intensivligi pasayishiga olib keladi. Natijada suyuqlikning qotishi, tartibsizlikning va entropiyaning kamayishi, tartibsiz harakat kamayishi kuzatiladi. Bu holda molekulalar o'rtacha muvozanat holati atrofida tebranadi.

Gazlar kinetik nazariyasida sistemaning berilgan holatidagi entropiyasi va holatning termodinamik entropiyasi orasida funksianal bog'lanish mavjudligi isbotlangan. Buni tahlil etish uchun gaz holatidagi termodinmik sistemani qaraylik. Bunda gaz holatini makroskopik yoki mikroskopik parametrlar orqali ya'ni, gaz holatini bosim va haraorat orqali yoki alohida zarraning tezligi va koordinatasi orqali ifodalash mumkin.

Bu holda termodinamik parametrning bitta qiymatiga zarralarning turli tezliklari va koordinatalari erishish mumkinligini yoki boshqacha aytganda sistemaning bitta mikroholatiga bir qancha mikroholatlar to'g'ri kelishini hisobga olish kerak. Shuning uchun ham statistic fizikada har bir mikroholat shu holatni yuzga keltiruvchi mikroholatlar soni W(x) bilan xarakterlanadai va bu kattalik qaralayotgan makroholatlarning termodinamik ehtimoliyati deyiladi.

Google Scholar

Academic Research, Uzbekistan

Scientific Library of Uzbekistan www.ares.uz

Zamonaviy ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologiyalarning dolzarb muammolari va yutuqlari

Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti

Agar sistemada termodinamik holatning o'z-o'zidan o'zgarishi kuzatilsa yangi holatda mikroholatlar soni ko'p ekanligini, ya'ni bu holatning termodinamik ehtimoliyati katta ekanligini ko'rsatadi. Bu esa o'z navbatida entropiyaning ortishiga ham olib keladi. Bolsman tomonidan sistemaning termodinamik ehtimoliyati va entropiya orasidagi quyidgi funksional bog'lanish mavjudligi aniqlangan:

5 = klnW(x) = klnN bu yerda, k —Bolsman doimiysi, W(x) —termodinamik ehtimollik, N —bitta makroholatga to'g'ri keluvchi mikroholatlar soni.

Bu ifodadan ko'rinadiki izolyatsalyangan sistemaning entropiyasi shu holat

ehtimolyatining logarifimiga to'g'ri mutanosib ekan. O'z navbatida tabiatdagi barcha

jarayonlar kam ehtimolli holatdan ehtimolligi katta holatga o'tishini hisoblasak

izolyatsiyalangan sistemaning entropiyasi ortib borish kerakligi ko'rinadi. Shunday

qilib, termodinamikaning ikkinchi qonunining statistik va fenomenologik ta'riflari

orasidagi umumiylik va farqlarni ko'rsatish mumkin: har ikkala ta'rif bo'yicha ham

entropiyaning ortishi tasdiqlansada statistik talqin bo'yicha entropiya ortishi bilan

kechadigan jarayonlar eng katta ehtimoliyatga ega jarayon, fenomenologik talqinda

esa bu jarayon mumkin bo'lgan yagona jarayon deb qaraladi[1].

Umuman olganda ko'p sonly zarralardan iborat oddiy sistemalarda eng katta

ehtimolli holat kutilishi aniq bo'lgan holat bilan mos tushadi. Buni muvozanat

holatdagi gazning ma'lum bir hajmida bosim o'zgarishini kuzatish orqali tahlil etish

mumkin. Bu hajmda bosmning o'z-o'zidan ortishini ehtimoliyatini qaraylik.

Issiqlik harakati tufayli qaralayotgan hajmdagi molekulalar soni biror o'rtacha N

qiymat atrofida fluktuatsiyalanadi. Bunga mos holda harorat, bosm, ichki energiya va

boshqa kattaliklar ham biror o'rtacha qiymat atrofida fluktuatsiyalanishi kuzatiladi.

Nazariy hisoblashlar fluktuatsiya qaralayotgan hajmdagi zarralar sonining kvadrat

i

ildiziga teskari proporsional ekanligini ko'rsatadi: S = Bu ifodani bosim uchun

AP 1 AP

qarasak, — = va N ^ da — « 0, ya'ni termodinamikaning ikkinchi qonuniga

ko'ra berilgan hajmda bosimning o'z-o'zidan ortishi mumkin emas.

Qaralayotgan hajmdagi zarralar soni ham, siyraklashgan bo'lsa fluktuatsiya

AP

chekli qiymatga ega bo'ladi. Masalan, N=100 ga teng bo'lsa, — = 0,1(10%).

Bu yerda termodinamikaning ikkinchi qonuni buziladi chunki bunday sistema uchun harorat, issiqlik miqdori entropiya tushunchalari o'z ma'nosini yuqotadi. Shunday qilib, termodinamikaning ikkinchi qonuni entropiyaning ortish qonuni (dS > 0) yoki sistemaning yuqori ehtimoliyatli holatga o'tish qonuni (AW(x) > 0) sifatida talqin etish mumkin ekan.

Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan

Academic Research, Uzbekistan 562 www.ares.uz

Zamonaviv ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologivalarning dolzarb muammolari va vutuqlari

Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti

Shu o'rinda sistema ustida bajarilishi mumkin bo'lgan maksimal foydali ish ish eksergiyaning fizik talqinini qaraylik. Harorti Tt bo'lgan ishchi jism (gaz)ning T0 harortli muhitda bajarilishi mumkin bo'lgan ishi

T

Lmax = lQi = Qi(1-:0)

T1

T

ga teng. Ko'rinib turibdiki — qancha kichik bo'lsa, Q1 — issiqlik miqdorining

T1

bajargan ishi shuncha katta bo'ladi. Ikkinchi tomondan L = Qt — Q2 va Q2 = TAS ekanligini hisobga olsak, sistema ish qobilyatining kamayish entropiyasining o'zgarishi orqali ifodalash mumkin:

dL = T0dS

ya'ni entropiyaning oshishi eksergiyaning kamayishiga olib keladi[2].

Yuqorida qaralgan termodinamik parametrlarning statistik talqini pedagogika oily oily o'quv yurtlarida bo'lajak fizika o'qituvchilarini tayyorlash jarayonida molekulyar fizika va termodinamika hamda statistik fizika va termodinamika kurslarida tahlil etilishi ushbu fanlarni o'zlashtirishda muhim omil bo'lib xizmat qiladi. Shu bilan birgalikda ta'lim jarayonida termodinamik makroskopik va mikroskopik parametrlarning statistik mohiyatini taqqoslash ta'limning izchilligini ta'minlaydi.

REFERENCES

1. M.Jo'rayev. Fizika o'qitishda statistik g'oyalar.T. "O'qituvchi", 1992., 39-42 b.

2. I.P. Bazarov. Termodinamika. M. "Vishaya shkola", 1991., 67-73 st.

3. Rakhimov, S., Seytov, A., Nazarov, B., Buvabekov, B., Optimal control of unstable water movement in channels of irrigation systems under conditions of discontinuity of water delivery to consumers. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 883 (2020) 012065, Dagestan, 2020, IOP Publishing DOI: 10.1088/1757-899X/883/1/012065 (№5, Scopus, IF=4,652)

4. A. Kabulov, I. Normatov, A. Seytov and A. Kudaybergenov, "Optimal Management of Water Resources in Large Main Canals with Cascade Pumping Stations," 2020 IEEE International IOT, Electronics and Mechatronics Conference (IEMTRONICS), Vancouver, BC, Canada, 2020, pp. 1-4, DOI: 10.1109/IEMTRONICS51293.2020.9216402 (№ 6, Scopus, IF= 9.936).

5. Shavkat Rakhimov, Aybek Seytov, Nasiba Rakhimova, Bahrom Xonimqulov. Mathematical models of optimal distribution of water in main channels. 2020 IEEE 14th International Conference on Application of Information and Communication

Google Scholar Scientific Library of Uzbekistan

Academic Research, Uzbekistan 563 www.ares.uz

Zamonaviv ta'limda matematika, fizika va raqamli texnologiyalarning dolzarb muammolari va vutuqlari

Toshkent viloyati Chirchiq davlat pedagogika instituti

Technologies (AICT), INSPEC Accession Number: 20413548, IEEE Access, Tashkent, Uzbekistan, D01:10.1109/AICT50176.2020.9368798 (AICT) pp. 1-4,(№ 6, Scopus, IF=3,557)

6. A.V. Kabulov, A.J. Seytov, A.A. Kudaybergenov, Classification of mathematical models of unsteady water movement in the main canals of irrigation systems, International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 7, Issue 4 , April 2020, ISSN: 2350-0328, India, pp. 13392- 13401.(№ 6, Web of science, IF=3,98)

7. Sh.Kh.Rakhimov, A.J. Seytov, A.A. Kudaybergenov, Optimal control of unsteady water movement in the main canals. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 7, Issue 4 , April 2020, India, ISSN: 2350-0328, pp. 13380-13391. (№ 6, Web of science, IF=3,98).

8. A.J. Seytov, A.R. Kutlimuradov, R.N. Turaev,N.K. Muradov,A.A. Kudaybergenov, Mathematical model of optimal control of the supply canal to the first pumping station of the cascade of the Karshi main canal. International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 8, Issue 3 , March 2021. India. ISSN: 2350-0328. pp. 16790- 16797. (№5, web of science IF=6,646)

9. A. V. Kabulov, A. J. Seytov & A. A. Kudaybergenov. Mathematical models of the optimal distribution of water in the channels of irrigation systems. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development (IJMPERD) ISSN(P): 2249-6890; ISSN(E): 2249-8001 Vol. 10, Issue 3, Jun 2020, pp. 14193-14202 (№5 Scopus IF = 9.6246)

10.Sh. Kh. Rakhimov, A. J. Seytov, D. K. Jumamuratov & N. K. Rakhimova. Optimal control of water distribution in a typical element of a cascade of structures of a machine canal pump station, hydraulic structure and pump station. India. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development (IJMPERD) ISSN (P): 2249-6890; ISSN (E): 2249-8001 Vol. 10, Issue 3, Jun 2020, pp. 11103-11120. (№5 Scopus IF = 9.6246) 11.A Zh Seitov, BR Khanimkulov. Mathematical models and criteria for water distribution quality in large main irrigation canals. Academic research in educational sciences. Uzbekistan. Ares.uz. Vol. 1. №2, 2020. ISSN 2181-1385. Pp.405-415. (№5, web of science IF=5.723)

Google Scholar

Academic Research, Uzbekistan

Scientific Library of Uzbekistan www.ares.uz

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.