Mühazirə kursu а з я р бай ж ан р е с публика

Мaкроскопик щаллар. Физики кямиййятляр вя физики системлярин щаллары. Çox sayda hissəciklərdən ibarət olan qaz, maye, bərk cisim, ümumiyyətlə ixtiyari maddələr toplusu makroskopik və ya termodinamik sistem adlanır. Bu sistemi

124
təşkil edən hissələr öz aralarında və xarici cisimlərlə qarşılıqlı təsirdə, enerji və maddə mübadiləsində ola bilər.
Termodinamika belə makroskopik sistemdə yaranan dəyişiklikləri enerji baxımından təhlil edir, onun halının dəyişməsi şərtlərini müəyyənləşdirir. Makroskopik sistemin halını müəyyən edən parametrlər termodinamik parametrlər adlanır. Bu parametrlər sistemin sıxlığı, konsentrasiyası, həcmi, təzyiqi, enerjisi, temperaturu və s. kəmiyyətlərdir. Termodinamikada təzyiq, həcm və temperatur verildikdə sistemin halı tam təyin olunur. Bu parametrlərdən biri olan temperatur təkcə termodinamikada deyil, bütün fizikada əsas parametrdir. Temperatur fiziki sistemin qızma dərəcəsini göstərən kəmiyyətdir. Fiziki sistemin xassələri temperaturdan asılıdır. Məsələn, metalı qızdırdıqda genişlənir, xüsusi müqaviməti artır, yarımkeçiricinin müqaviməti isə azalır, müəyyən şəraitdə mayenin, qazın həcmi və təzyiqi dəyişir. Temperaturdan asılı olaraq cisimlərin başqa parametrləri dəyişir. Bu dəyişikliklərin hər biri temperaturun ölçülməsi üçün istifadə oluna bilər. Sistemin parametrini temperaturdan asılı olaraq ölçdükdə temperatur dəyişməsi haqqında fikir söyləmək olur, temperaturun özü kəmiyyətcə təyin olunmur. Onu təyin etmək üçün obyektiv fiziki hadisəyə əsaslanmaq lazımdır. Belə hadisə olaraq müəyyən şəraitdə suyun donması, onun qaynaması, kristalın əriməsi, sabit maqnitin maqnitsizləşməsi və s. götürülə bilər. Göstərilən hadisələr müəyyən şəraitdə, sabit temperaturlarda baş verir. Bu temperaturları kəmiyyətcə bir birilə müqayisə etmək olar. Bu məqsədlə götürülmüş ölçü cisminin xassələrinin temperaturdan asılılığı eyni tərzdə, monoton olmalıdır. Belə ölçü cismi termometrik cisim, onun temperaturdan asılı olan xassəsi isə termometrik kəmiyyət adlanır. Məsələn, civə termometrik cisim, onun həcmi isə termometrik kəmiyyətdir. Termometrik cisim özü ölçdüyü temperaturu dəyişməməlidir. Ona görə də onun ölçüsü və kütləsi çox kiçik olmalıdır. Məsələn, nazik borunun içərisinə tökülmüş
az miqdarda civə temperaturu ölçüləcək nöqtənin halını dəyişə bilməz. Ona görə də o, temperaturu ölçmək üçün istifadə oluna bilər. Borunu donmaqda olan suyun içərisinə saldıqda civənin borudakı səviyyəsini 0^o, qaynayan suyun içərisinə saldıqda civənin borudakı səviyyəsini 100^o ilə işarə etməklə bu iki hadisənin temperaturu təyin olunur. 0^o-la 100^o arasındakı aralıq
100 bərabər hissəyə bölünür. Belə hazırlanmış cihaz civəli termometr, bu temperatur şkalası isə Selsi şkalası adlanır. Bu şkala praktikada ən çox işlədilən temperatur şkalasıdır. Bu şkala iki fiziki hadisənin baş vermə temperaturlarına əsasən hazırlanmışdır. Bu temperaturlar reper nöqtələri adlanır. Selsi şkalasının reper nöqtələri, yəni suyun normal şəraitdə donma və qaynama temperaturları yüksək dəqiqliklə təyin oluna bilmir. Təcrübələr göstərdi ki, suyun üçlük nöqtəsini daha dəqiq təyin etmək olur. Bu nöqtəyə yəni, bir reper nöqtəsinə əsasən qurulmuş temperatur şkalası Kelvin şkalası və ya mütləq temperatur şkalası adlanır. Bu şkalada reper nöqtəsi 273,16 K- nə uyğun gəlir. Bu şkalada termometrik cisim olaraq ideal qaz, termometrik kəmiyyət olaraq qazın həcmi ilə onun təzyiqinin hasili götürülür. Boyl-Mariott qanununa görə bu hasil verilmiş qaz kütləsi üçün yalnız temperaturdan asılıdır və onunla düz mütənasibdir. Temperatur sıfır olduqda hasil sıfır olur. Həcm sıfır ola bilməz, ona görə də təzyiq sıfır olmalıdır. Təzyiq atom və molekulların hərəkəti ilə əlaqədar olduğu üçün demək olar ki, həmin temperaturda hərəkət olmur. Hərəkətin kəsildiyi temperatur mütləq sıfır nöqtəsi adlanır. Deməli, mütləq sıfır nöqtəsində atom və molekulların istilik hərəkəti kəsilir, lakin hələ müəyyən növ hərəkət qalır. Bu hərəkətə uyğun enerji sıfırıncı enerji adlanır.
Mütləq sıfır ən aşağı temperatur qəbul edilir. Yuxarıda qeyd edildi ki, ən aşağı nöqtəsi mütləq sıfra üyğun gələn şkala mütləq temperatur şkalası və ya Kelvin şkalası adlanır. Bu şkala ilə ölçülmüş temperatur həmişə müsbət qiymətlə ifadə olunur. Bu şkala dəqiq olaraq yalnız termodinamikanın ikinci
126
qanunu əsasında qurula bilər.
Düzdür, ideal qaz termometri müəyyən temperatur intervalında belə şkalanı ödəyir. Lakin çox aşağı (mütləq sıfıra yaxın) və çox yuxarı temperaturda qaz nə qədər seyrək olsa da ideal qaz qanunlarına tabe olmur. Aşağı temperaturlarda mayeləşir, yuxarı temperaturlarda dissosiasiya edir, ionlaşır və s.
Temperaturun ölçülməsi onun statistik xarakterli kəmiyyət olmasına əsaslanmışdır. Temperaturu təyin etdikdə gözləmək lazımdır ki, makroskopik sistemlə termometrik cisim arasında termodinamik tarazılıq yaransın. Zamandan asılı olmayaraq makroskopik sistemin halı sabit qalarsa, onun halı termodinamik tarazlıq halı adlanır. Makroskopik sistem termodinamik tarazlıqda olduqda onun bütün hissələrində temperatur və təzyiq eyni qiymətə malik olur. Termodinamik tarazlıqda olan makroskopik sistemin makroskopik parametrləri sabit qalır, mikroskopik parametrləri məsələn, molekulların koordinatları, sürəti zaman keçdikcə dəyişə bilər.
Makroskopik sistemin bir termodinamik haldan digərinə keçməsi termodinamik proses adlanır. Bu keçid çox kiçik sürətlə baş verərsə yəni elə sürətlə ki, ardıcıl keçidlərdə sistemin termodinamik parametrlərinin dəyişməsi sonsuz kiçik olsun, belə prosesə tarazlı proses deyilir. Tarazlı prosesin bütün mərhələlərində sistem termodinamik tarazlıq halında olmalıdır. Əgər bu şərt ödənməzsə sistemin bir haldan digər hala keçidi qeyri tarazlı proses olur. Belə prosesdə sonlu müddətdə sistemin termodinamik parametrləri sonlu dəyişikliyə məruz qalır, yəni termodinamik tarazlıq pozulur. Böyük sürətlə gedən proseslərdə makroskopik sistem tarazlıq halı əldə etməyə vaxt tapmır. Məsələn, normal şəraitdə həcmi 1 m³ olan qazda təzyiqin bütün hissələrdə bərabərləşməsi üçün 10^-3 san vaxt tələb olunursa (bu bərabərləşmə səsin qazda yayılma sürətilə baş verir), temperaturun bərabərləşməsi üçün 10⁵ san vaxt tələb olunur. Bu misal göstərir ki, tarazlı proses
əldə etmək üçün makroskopik sistem bir haldan digər hala nə qədər kiçik sürətlə keçməlidir.

4.