Тексерген: Жумабекова Р. Р

Термодинамика заңдары. 
Изопроцестер, олардың 
медицинада қолданылуы
Орындаған: Шәден Томирис
102 А - ЖМ
Тексерген: Жумабекова Р.Р.

Тақырып жоспары:
1)
Термодинамика жайлы ақпарат
2)
Термодинамика заңдары
3)
Изопроцестер
4)
Изопроцестердің түрлері
5)
Қорытынды ой

•
1. Мақсаты:
Термодинамика жайлы ақпарат беру, оның заңдарымен таныстыру; 
Термодинамика заңын изопроцестерде қолдануы жайлы толық мағлұмат беру;
•
2. Міндеті:
Студент химия-физикалық зерттеулерде термодинамика мен изопроцестердің 
ерекшеліктерін, жұмыс жасау механизмін, формулаларды білуі тиіс.
Студент берілген тақырыпқа есеп шығарып үйренуі тиіс.
•
3. Өзектілігі:
Ішкі энергия мен термодинамиканың күнделікті жүретін процесс негізінде 
түсіндіру.

Термодинамика
Термодинамика – энергияның түрленуіне қатысты 
жалпы заңдарға негізделген жылулық процесстер 
туралы ғылым. 
Термодинамика (грек. θέρμη - "жылу", δύναμις - "күш") -
физика ғылымындағы жылудың жұмыс және басқа
энергия түрлерімен арадағы қарым-қатынасын
зерттейтін тармағы. Термодинамика — тәжірибелерден
жинақталған нәтижелерге сүйенетін феноменологиялық
ғылым. Ол көптеген құрамдас бөліктерден тұратын
макроскопиялық жүйелер - термодинамикалық
жүйелерді зерттейді. Мұндай жүйелерде жүретін
процестер макроскопиялық шамалар, мысалға қысым
немесе температура арқылы сипатталады және олар
молекулярлық деңгейде қолдануға келмейді.
Бұл заңдар молекулалық құралымдарға байланыссыз 
барлық денелер үшін орындалады.

Термодинамиканың бірінші заңы
•
Термодинамиканың бірінші заңы — термодинамикалық
жүйелер үшін керек энергияның сақталу заңы; Бұл заң
бойынша жүйеге берілетін жылу оның ішкі энергиясын
өзгертуге және жүйенің сыртқы күштерге қарсы жұмысына
жұмсалады. Бір күйден екінші күйге өткен кезде
термодинамикалық жүйенің ішкі энергиясының өзгерісі
сыртқы күштердің жұмысы мен жүйеге берілген жылу
мөлшерінің қосындысына тең және ол осы өтуді қалай іске
асатынына тәуелсіз. 
•
Термодинамиканың бірінші заңына сәйкес жылу мен жұмыс 
түрінде бөлінетін немесе сіңірілетін энергия (q+A) кез келген 
процесс үшін тұрақты. Энергия жоғалып та кетпейді, жоқтан 
пайда болмайды, сондықтан системаның толық энергиясының 
өзгерісіне тең. Ол толық энергияны ішкі энергия деп атайды:
•
U=q+A
•
Системаның ішкі энергиясының өсуі системаға берілген жылу 
мен системаға қарсы істелген қоршаған ортаның қосындысына 
тең.

Ішкі энергия
•
U-ішкі энергия жүйесінің жалпы энергия 
қорын сипаттайды. Ішкі энергия заттың
табиғатына, оның массасы мен жүйе күйінің
параметрлеріне тәуелді. Жүйенің толық ішкі
энергия қорын анықтау мүмкін емес, тек 
жүйенің бастапқы (U1) және соңғы күйдегі
(U2) ішкі энергия айырымын, яғни энергия 
өзгерісін (U) ғана есептеуге болады:
•
U=U2-U1

Изопроцестер
•
Изопроцестер деп үш параметрдің (Р, V, Т) біреуі тұрақты
болғандағы басқа екі параметр өзгеретін процесті айтады.
•
Газ күйін сипаттау және оның қасиеттерін қарастыру үшін
үш шаманы пайдаланады. Р - қысым, V - көлем, Т –
температура.
•
Изопроцестер үшеу: изотермалық, изобаралық, изохоралық.
•
1. Тұрақты температурада термодинамикалық жүйе күйінің
өзгеру процесі изотермалық процес деп атайды.
•
2. Тұрақты қысымда термодинамикалық жүйе күйінің
өзгеру процесі изобаралық процес деп аталады.
•
3. Көлем тұрақты болғанда, температураның өзгеруінен
туындайтын газ қысымының өзгеру процесін изохоралық
процес деп атайды.

Газ температурасы мен қысым өзгерісінің 
массаға әсері
•
Егер газдың температурасы өзгермесе, онда
оның берілген массасы үшін газ қысымының
көлемге көбейтіндісі тұрақты болады.
•
T=const: РV= const: Р1/Р2=V1/V2 
Р1/V1=Р2/V2:
•
Бұл заңды тәжірибе жүзінде 1662 жылы
ағылшын ғалымы Р. Бойль, одан біраз
кейінірек 1676 жылы француз ғаламы Э. 
Мариотт ашты. Сондықтан ол Бойль -
Мариотт заңы деп аталады.
•
Егер газ қысымы өзгермесе, берілген
массалы газ үшін көлемнің температураға
қатынасы тұрақты болады.
•
Р= const: V/T= const: V1/V2=T1/T2 
V=V(1+at) V=V0аТ.
•
Бұл заңды 1802 жылы француз ғаламы Гей -
Люссак тәжірибе жүзінде тағайындалған. 
Сондықтан ол Гей - Люссак заңы деп
аталады.

•
Тұрақты температурада газ қысымының
көлемге тәуелділігі график түрінде изотерма 
деп аталатын қисық сызық арқылы
кескінделеді. V көлем мен Р қысым
изотермалық процесс кезінде өзара кері
пропорционал өзгеретіндіктен, мұндай
изотерма гипербола деп аталады.
•
Әр түрлі тұрақты температура әр түрлі
изотермалар сәйкес келеді. Изотермалық
процесс өтетін температура неғұрлым жоғары
болса, ыдыс қабырғасына соғұрлым қысым көп
түседі, сондықтан жоғары Т2 температураға
сәйкес изотерма, төмен Т1 температураға
сәйкес келетін изотермадан жоғары жатады. 
•
Р, Т және V, Т координаталар жүйелерінде
температура үнемі тұрақты болғандықтан, 
изотермалық процесс Р және V осьтеріне
параллель түзулермен кескінделеді

Изобаралық процесс
•
Изобаралық процесс – сыртқы тұрақты қысымда
физикалық жүйеде өтетін процесс.
•
Ол термодинамикалық диаграммада изобарамен
кескінделеді. Изобаралық процесстің қарапайым мысалына
ашық ыдыстағы суды қыздыру, еркін қозғалатын поршені
бар цилиндрдегі газдың ұлғаюы жатады. Бұл екі жағдайда
да қысым атмосфералық қысымға тең. Изобаралық процесс 
кезінде идеал газдың көлемі температураға пропорционал
болады (қ. Гей – Люссак заңы). Изобаралық процессте, 
жүйенің жылу сыйымдылығы изохоралық процеске
(тұрақты көлемде) қарағанда көбірек болады. Мысалы, 
идеал газ үшін:
•
Cp-Cv=k, мұндағы Cp және Cv – изохоралық және 
изобаралық процестердегі бір бөлшекке келетін жылу 
сыйымдылығы.
•
Изобаралық процессте идеал газдың жасайтын жұмысы p 
V-ге тең, мұндағы p-қысым, V-газ көлемінің өзгерісі.

Изохоралық процесс
•
Изохоралық процесс – физикалық жүйеде тұрақты көлемде
жүретін процесс. Ол термодинамикалық күй диаграммасында
изохорамен кескінделеді.
•
Изохоралық процессті көлемі өзгермейтін герметикалық
(тұмшаланған) ыдыстағы газдар мен сұйықтықтарда жүзеге
асыруға болады. Дене көлемінің өзгеруіне ішкі энергиясының
өзгеруі жылудың жұтылуы не шығуы есебінен атқарылады. 
Температураның өзгеруіне байланысты газдың (сұйықтықтың) 
қысымы да өзгереді. Изохоралық процесс кезінде идеал газдың
қысымы температураға пропорционал (Шарль заңы) болады. 
Нақты (идеал емес) газда Шарль заңы орындалмайды. Өйткені
газға берілген жылудың белгілі бір бөлігі бөлшектердің өзара
әсерлесу энергиясын арттыруға жұмсалады. Ал қатты денедегі
изохоралық процессті атқару техникалық жағынан едәуір
күрделі болып келеді. Сығылғыштығы өте аз қатты денедегі кез
келген изотермалық процесті, бірнеше ондаған килобар 
қысымға дейін, изохоралық процесс деп есептеуге болады.

Изотермалық процесс
•
Изотермалық процесс, изотермиялық процесс – физикалық жүйеде тұрақты
температурада жүретін процесс; термодинамикалық күй диаграммасында
изотермамен кескінделеді.
•
Изотермалық процессті жүзеге асыру үшін жүйе, әдетте, термостатқа
орналастырылады. Бұл жағдайда термостаттың жылу өткізгіштігі өте үлкен
болып келеді де, жүйе температурасының іс жүзінде термостат 
температурасынан айырмашылығы болмайды. Изотермалық процесстің
мысалына тұрақты температурадағы сұйықтықтың қайнауы не қатты дененің
балқуы жатады. Изотермалық процесс кезіндегі идеал газда қысым мен 
көлемнің көбейтіндісі тұрақты болады. Изотермалық процесс кезінде жүйеге
белгілі бір жылу мөлшері беріледі (не одан белгілі бір жылу мөлшері алынады) 
және оның есебінен сыртқы жұмыс жасалады. Идеал газ үшін ол жұмыстың
шамасы мынаған тең:
•
A=nkT*In(V2/V1), мұндағы n=газдағы бөлшектер саны, Т= абсолютті 
температура, k=Больцман тұрақтысы, V1 және V2=газдың бастапқы және соңғы 
көлемдері.
•
Егер фазалық ауысу болмаса, онда изотермалық процесс кезінде қатты дененің
және көптеген сұйықтықтардың көлемі өте аз өзгереді.

Қорытынды ой
•
Қазіргі таңда энергия, жылу ұғымдарының бәрін термодинамика саласы зерттейді. 
Қарапайым мысал ретінде күнделікті өмірде судың булануы, соның нәтижесінде 
жылудың бөлінуін жатқыза аламыз.
•
Бұл салада температура, қысым және көлем секілді терминдер қолданады. Осы 
термодинамика саласын оқи отыра, біз энергияның қайдан пайда болатынын, жоқтан 
бар болмайтынын сондай-ақ оның түрлерімен танысамыз.
•
Сонымен қатар термодинамика мен изопроцестер бір-біріне өте жақын процестер. 
Изотермиялық процесте осы температура, қысым және көлем тұрақты болғандағы 
болатын процестер туралы айтылады. Яғни, олардың қандай процесс екенін және 
формулалармен танысамыз.
•
Изотермиялық процестер химия саласымен тікелей байланысты болғандықтан, 
медицинамен де байланысады деп ойлаймын. Себебі адамның қысымын өлшеу, адам 
организмінде болып жатқан процестер осы изопроцестермен байланысты.

Пайдаланылған әдебиеттер
•
Химия 10-сынып, 2-бөлім. ЖМБ. Оспанова М.К
•
https://kk.warbletoncouncil.org/segunda-ley-termodinamica-12602
•
https://znanio.ru/media/termodinamika_10_synyp-87826-1
•
https://www.wikiwand.com/kk
•
https://ru.wikipedia.org/wiki/