If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Issiqlik energiyasi nima?

Issiqlik energiyasi nima ekani va uni qanday hisoblashni oʻrganing.

Issiqlik energiyasi nima?

Issiqlik energiyasi bu jism haroratiga aloqador bolgan energiya. Issiqlik bu issiqlik energiyasining oqimi. Fizikaning butun boshli bir boʻlimi, yaʼni termodinamika issiqlik, uning sistemalar orasida uzatilishi hamda bu jarayonda bajarilgan ishni (Termodinamikaning birinchi qonuniga qarang) oʻrganadi.
Mexanika boʻlimidagi masalalarda energiyaning saqlanish qonuni bajarilishini taʼminlashda issiqlik energiyasining oʻrni bizga qiziq. Real issiqlik va energiya almashinish jarayonlarida foydali ish koeffitsiyenti 100% dan kam boʻladi, buning natijasida issiqlik energiyasi ajraladi. Bu, odatda, past darajadagi issiqlik koʻrinishida boʻladi. Bu yerda "past daraja" iborasi issiqlik energiyasi bilan bogʻliq harorat atrof-muhit haroratiga yaqinligini anglatadi. Ish faqat ikki sistema orasida temperaturalar farqi boʻlganda bajarilishi mumkin, demak, kichik temperatura farqi ish bajarilishi yoki energiya oqimining toʻxtashini' bildiradi. Boshqa foydali ish bajarilmaydi; kichik temperatura farqidagi energiya endi "atrof-muhitda yoʻq boʻlib ketdi"

Ishqalanishda ajraladigan issiqlik energiyasi

Tasavvur qiling, odam qutini oʻzgarmas tezlikda 1-rasmda koʻrsatilgandek harakatlantirmoqda. Ishqalanish kuchi konservativ emasligi sababli bajarilgan ish potensial energiya koʻrinishida saqlanmaydi. Ishqalanish kuchining bajargan ishi toʻlaligicha quti-pol sistemasining issiqlik energiyasiga aylanadi. Issiqlik energiyasi quti va polga issiqlik koʻrinishida uzatiladi va ularning temperaturasini koʻtaradi.
1-rasm: Odam qutini ishqalanish kuchiga qarshi harakatlantirmoqda.
Quti-pol sistemasidagi issiqlik energiyasi oʻzgarishi ΔET ni topish uchun odam qutini harakatlantirishda bajargan ishni topish kifoya. Quti oʻzgarmas tezlikda harakatlanayotganini inobatga olsak, odam tomonidan qutiga taʼsir qilingan kuch va ishqalanish kuchining son qiymati teng. Shuning uchun ikkala kuchning bajargan ishi oʻzaro teng.
Ishning taʼrifidan foydalansak, harakat yoʻnalishiga parallel boʻlgan kuch jismni d masofaga siljitganda bajargan ishi quyidagiga teng:
W=Fd
ΔET=Ffrictiond
Agar sirpanish ishqalanish koeffitsiyenti μk ga teng boʻlsa, formulani quyidagicha yozish mumkin:
ΔET=μkFnd
1a-mashq: Tassavvur qiling, odam birinchi rasmda qutini oʻzgarmas tezlik bilan harakatlantirmoqda. Qutining massasi 100 kg va u gorizontal 100 m masofani bosib oʻtdi. Quti va pol orasidagi sirpanish ishqalanish koeffitsiyenti μk=0,3 ga teng. Quti-pol sistemasiga qancha issiqlik energiyasi uzatiladi?
1b-mashq: Odam qutini itarayotganda oyoqlari va pol orasidagi ishqalanish kuchiga tayanadi. Odam oyoq kiyimining ostki qismi temperaturasida oʻzgarish sodir boʻladimi?

Qarshilik kuchi hosil qiladigan issiqlik energiyasi

Harakatlanayotgan jismlarga oquvchan moddalar, masalan, havo yoki suv tomonidan taʼsir etadigan nokonservativ kuchlardan biri bu qarshilik kuchi.
Jism suyuqlik boʻylab harakatlanganda u implusining bir qismini suyuqlikka uzatadi va u atrofidagi suyuqlikni harakatga keltiradi. Agar jism harakati toʻxtatilsa ham suyuqlik ikkilamchi harakatda boʻladi. Biroz vaqtdan soʻng bu harakat soʻnadi. Bunda suyuqlik sistemasining katta masshtabdagi harakati kichik molekulalarning tartibsiz harakatiga taqsimlanib ketadi. Ana shu tartibsiz harakat sistema issiqlik energiyasi ortganini koʻrsatadi.
2-rasmda termik izolyatsiyalangan suvli idishning ichida val mavjud boʻlgan tizim koʻrsatilgan. Oʻz oʻqi atrofida aylana oladigan valga ikkita parrak biriktirilgan. Ushbu tizimda valni aylantirishda bajarilgan har qanday ish kinetik energiyani suvga oʻtkazishga olib keladi. Agar haraktantiruvchi kuch biroz vaqtdan soʻng taʼsir etishdan toʻxtasa, sistema baribir ikkilamchi harakatda boʻladi. Biroq bu harakat oxir-oqibat soʻnadi va suvning issiqlik energiyasining ortishiga olib keladi.
Qiziqarlisi shundaki, 2-rasmdagidek sistema Jeyms Preskott Joul (1818 – 1889) tomonidan ham foydalanilgan, energiyaning XBS dagi birligi uning nomiga qoʻyilgan. Moy bilan toʻldirilgan idishda jismlarning pastga choʻkishi yordamida harakatlanadigan qurilma orqali u mexanik energiya va issiqlik energiyasi oʻrtasidagi bogʻliqlikni aniqlay oldi. Bu energiyaning saqlanish qonuni va termodinamikaning birinchi qonuni yaratilishiga turtki boʻldi.
2-rasm: Suvli idishda harakatlanayotgan parrakli val
2a-mashq: Tasavvur qiling, 2-rasmda koʻrsatilgan parrakli val 10 W quvvatli elektr motordan 30 minut davomida energiya oldi. Suvga qancha issiqlik energiyasi uzatilgan?
2b-mashq (kengaytirilgan): Agar idishda 10C haroratdagi 1 L suv boʻlsa, motor va suvning harakati toʻxtagandan soʻng suvning harorati qanday boʻladi?