§6. Термодинамиканын екінші бастамасы және онын

11 и і истикалык мағынасы.

Термодинамиканын екінші бастамасы, бірінші бастамасы

імикгі.і бірнеше тэсілдермен тұжырымдалуы мүмкін. Ең айқынырақ

Iурдс іүжырымдап айтқанда екінші бастама:

1) Жылудың өзінен-өзі температурысы төмен салқын денеден

кі.ініін денеге көшуіне тыйым сапады деген түсінік болмаса керек.

Оіксн параграфтарда біз мүндай ауысуды камтамасыз ететін

мріиіостерді қарастырған болатынбыз. Алайда бүл ауысу процестін

«ииі і.п-ақ нэтижесі еместі. Ауысу жүйені жүргізіп, А жүмыстың

ирі.індіілуына байланысты қоршаган ортадагы өзгерістермен қатар

«VI" Ііілген болатынды.

2) Жалгыз-ақ нэтижесі бір денеден нақты жылу мөлшерін апып,

пм жылуды толыгынан жүмыска айналдыру болып келетін

Іфоцсстерді жүзеге асыру мүмкін емес.

3) Екінші түрдегі перпетуум мобиле, яғни жылу мөлшерінің бір

кпіін суыту есебінен жүмыс ондіріп, мезгіл-мезгіл жүріп түратын

ііиін шсль жасау мүмкін емес.

Карноның идеап циклын қарастырғанда, қандай да бір 0 , - 0 2

*ыму мелшерін А жүмысқа қайтымды түрде айнапдыруға

Аішкгындығын байқадық, бірақ бүл айналдыру анагүрлым күрделі бір

мрпңссгің жеке гана буыны (кезеңі) болып табылады; ол айнапу

кгНпде қыздыргыштан суытқышқа @2 жылу мөлшері ауысады.

('умгкыш машинаны жасау үшін Карноның сол қайтымды циклын

мпИ/иінанып, біз А жүмысы есебінен .?,- 0 2 жьшу мөлшерін кайта

ііп.ніірып алуымызга жэне суытқыштан қыздыргышқа жылу

мпіппсрін кері кошіруімізге болады. Алайда мүны Карно циклы тепе-

І*М, иі ии шексіз баяу өткенде ғана жүзеге асыруға болатындығын атап

Иирсстсміз, ал Карно циклын практикада ондай түрде жүзеге асыруга

Полмайды. Жүмыс жылуға айналатын нақ-гы жағдайлардың қай-

цийсысында болса да бүл қүбылыс қайтарымсыз түрде өтеді, өйткені

*үмі.істы өздігінен, басқа бір бөгде процестердің өтуімен

Пцііііимыстырмай-ақ жылуға айналдыруға болғанмен, жылуды

И у м ы с к а айналдыру үшін кандай да бір басқа процестердің өтуі

к«жст.

Қайтымсыз процесс деп оган кері процесс анагүрлым

иүрлслі процестін кезендерінін (буындарынын) бірі ретінде гана

»іг илатын процесті айтады.

Сөйтіп, қайтымсыз процестер үшін олардын кай багытта

й і г і і н д і г і н і н үлкен мэні бар. Бір бағытта процестер «өздігінен»

165

өтеді, яғни тұйықталған жүйеде өтіп отырған бірден-бір ғана процесс

бола алады, оны біз «оң» бағыт деп атайық. Екінші, қарама-қарсы

бағытты «теріс» деп атайтын болсақ, онда ол процестер басқа бір

«оң» процеспен қарбалыс қана өте алады. Мысалы, жұмыс қандай

жағдайда болса да әрдайым «өздігінен» жылуға айналады. Үйкеліс

күштері қатысатын немесе денелер бір-біріне серпімсіз эсер ететін

жағдайлар кездесетін процестердің барлығында да істелғен жүмыстың

есебінен жылу пайда болады. Ал жылудың жүмысқа айналуын тек

анағүрлым күрделі процестің бөлігі (кезеңі) ретінде ғана байқауға

болады. Карно циклы немесе оған үқсас басқа бір процесс

орындалғанда, жылудың жүмысқа айналуымен қабат жылу ыстық

денеден (қыздырғыштан) суығырақ денеге (суытқышқа) ауысып «оң»

процесс те карбалас өтеді.

Жылудың ыстық денеден суық денеге көшуі де қайтымсыз

процесс болып табылады. Денелердің температураларыньщ теңелуіне

келіп тірелетін бүл процесс те «ездігінен» өтеді, ягни түйықталған

жүйеде өтетін бірден-бір процесс бола алады. Ал бүған кері «теріс»

процесс - суық денеден жылудың ыстық денеге көшуі -

«өздігінен» болмайды. Суытқыш машинаны пайдаланғанда жылу

суыгырақ денеден ыстыгырақ денеге көшу үшін мүнымен қатар «оң»

процестің отуі қажет, бүл процесте А жүмыс істелініп, ол жүмыс

қыздырғышқа берілетін ^0 , жылу мөлшеріне айналады.

Енді нақты процестердіц қайтымсыздыгын заттардың

молекула-кинетикалық теориясымен қалай үйлестіруге

болатындығын қарастырайық, ал бүл теория бойынша барлық

процестер молекулалардын механикалық, демек, қайтымды

қозгалысының салдары болып табылады.

Молекула-кинетикалық теория бойынша, газ дегеніміз

тәртіпсіз қозғалып жүрген молекулалардың жинагы болып

табылады, бүл молекулалар өзара да, ыдыс қабырғаларына да

серпімді түрде соқгыгып отырады.

Әрбір жеке молекуланың қозгалысы қайтымды. Олай

болса, молекулалар жинагының қозгалысы неліктен қайтымсыз

процесс болды?

Бүл сүрауға жауап беру үшін жеке қүбылыстардың ықги-

малдыгы жөніндегі түсінікке жэне ең ықгимал күйлерді стати-

стика жолымен есептеуге, яғни ықтималдық теорияның тэжірибелік

заңдарына сүйенеміз.

Ықгималдықтың анықгамасын жалпылап, кез келген

уақиғаларға қолдануга болады. Сонда, егер сынау жүмысы N рет

жүргізіліп, қарастырылып отырған уақиганың болуына қолайпы

166

іы іі л і ій д ы ң саны т болып шықса, онда бұл уақиғаның ықтималдығы Р

> шім былай анықталады

Р - Ііш—. (20)

» - N

Жалпы алғанда ықтималдық қарастырылып отырған

күАылыстың өзіне тэн нақты бір қасиетін білдіреді; ол, тиісті

щійларда сансыз көп рет сынап керғенде, белгілі бір уақиғаның

м и і і д и болу мүмкіншілігі қандай екендігін сан жағынан сипаттап

Псрсді. Есте болатын бір нәрсе: сынауды қаншалықты көп

иіііімлаганмен де, шектеулі рет қайталағанда, ыктималдык сынаулар

Ивімжесін тек жуыктап қана болжауға мүмкіншілік береді жэне

ОМііиу саны артқан сайын дэлдік дәрежесі арта береді.

Мқтималдықтарды білу эр түрлі шамалардың сан рет сынап

к и р т іл е г і орташа мәндерін анықтауға мүмкіншілік береді. Орташа

мвмді осылайша есептеп шыгару статистикалык сипатты есептеу

пі «ііі.ііі -габылады.

Жогарыда атап көрсеткеніміздей, затты сипаттайтын макро-

і коіімнлык шамалар орташа мэндер сипатты шамалар болады, ал

Лул оріяша мәндер жеке молекулалардыц тэртіпсіз әсерінін орта

м«іілгрін табу нәтижесінде келіп шыгады.