`
24
UMUMIY O’RTA TA’LIM MAKTABLARIDA FIZIKA O’QITISHNING METODIK
TIZIMINI NOSTANDART TOPSHIRIQLAR ASOSIDA TAKOMILASHTIRISH
Baratov Joʻraqoʻzi Shukurjon oʻgʻli
Toshkent davlat texnika universiteti katta (PhD) o‘qituvchisi.
https://doi.org/10.5281/zenodo.13923041
Annotatsiya.
Ushbu maqola umumiy o’rta ta’lim maktablarida fizika oʻqitishning
metodik tizimini nostandart topshiriqlar asosida takomillashtirishga bagʻishlangan.
Kalit soʻzlar:
Termodinamikaning birinchi qonuni, izojarayonlarga tadbiqi, adiabatik
jarayon, nostandart topshriqlar, issiqlik miqdori, ichki energiya o’zgarishi, termodinamik ish.
TERMODINAMIKANING BIRINCHI QONUNI
Ko’pchilik olimlarning izlanishlanishlari natijasida birinchi navbatda nemis vrachi
R.Mayer, ingliz fizigi, J.Joul va nemis fizigi G.Gelmglos izolyatsiyalangan sistemalarda noelastik
deformatsiya sodir bo’ladi yoki sistema qimlar orasida ishqalanish bo’ladi, mexanik
energiyaning kamayishi har doim sistemalar ichki energiyasining ortishiga olib keladi, va
bunda to’la energiyaninng o’zgarmaslini aniqladilar. Izolyatsiyalangan sistemaning to’la
energiyasi bu sistemada bo’lib o’tadigan har qanday o’zgarishlarda o’zgarmas bo’lgan
energiyaning aylanishidir. Saqlanish qonuning issiqlik hodisalariga qo’llanilishiga
termodinamikaning birinchi qonuni deyiladi. Gazga berilgan issiqlik miqdori
𝑄
uning ichki
enrgiyasi
∆𝑈
ga o’zgarishi va porshenni
∆𝑥
balandlikka ko’tarilganida
𝐴
ish bajariladi. Ish
energiyaning bir turidan ikkinchi turga aylanish o’lchovi bo’lgani uchun
𝐴
ish sistema
porshenning ko’tarilishida olgan mexanik energiyasiga teng. Energiyaning saqlanish qonuniga
ko’ra
𝑄 = ∆𝑈 + 𝐴
Shunday qilib termodinamikaning birinchi bosh qonuni quydagicha ifodalash mumkin:
sistemaga berilgan issiqlik miqdori uning ichki energiya o’zgarishiga va sistemaning tashqi
kuchlar ustidan bajargan ishiga sarf bo’ladi
.
Termodinamik jarayon deb
-termodinamik sistemaning bir holatidan boshqa holatga
o’tish xodisasiga aytiladi. Termodinamikaning birinchi qonunini eng muhim termodinamik
jaraynlarga tadbiq etamiz.
Izoxorik jarayon-
deb gazning o’zgarmas hajmda bir holatdan boshqa holatga o’tishiga
aytiladi.
Izoxorik jarayon
(𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡) ∆𝑉 = 0
sistemaning hajmi o’zgarmaydi. Hajm
o’zgarmasa ish bajarilmaydi
(𝐴 = 0)
sistemaga berilgan issiqlik miqdori esa ichki energiyani
o’zgarishiga sarf bo’ladi.
𝑄
𝑉
= ∆𝑈
Q ning “V” indeksi gaz hajmining o’zgarmasligini bildiradi. Bu jarayonda sistemaning FIK
i
𝜂 = 0%
teng bo’ladi.
Izobarik jarayon-
deb gazning o’zgarmas bosimda bir holatdan boshqa xolatga o’tishiga
aytiladi. Izobarik jarayonda sistemaga berilgan issiqlik miqdori qisman sistemaning ichki
energiyasiga aylanadi hamda qisman porshenni siljitish uchun ishga aylanadi (mexanik ishga
aylanadi).
𝑄 = ∆𝑈 + 𝐴
`
25
Bu jarayonda termodinamikaning birinchi qonuni to’la ishlaydi. Berilgan issiqlik
miqdorining 40% ish bajarishaga, 60% ichki energiya o’zgarishiga sarf bo’ladi(bir atomli ideal
gaz uchun).
Izotermik jarayon-
deb o’zgarmas temperaturada gazning bir holatdan boshqa holatga
o’tishiga aytiladi.
Izotemik jarayonda tempertura
𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
o’zgarmagani uchun sistemaning
ichki energiyasi o’zgarmaydi
(∆𝑈 = 0).
Sistemaga berilgan issiqlik miqdori hammasi ishga sarf
bo’ladi.
𝑄
𝑇
= 𝐴
𝑇
Shunday qilib, izotemik jarayonda gazga berilgan issiqlikmiqdori bajargan ishiga teng
bo’ladi. Bu jarayonda sistemaning FIKi
𝜂 = 100%
teng bo’ladi.
Adiabatik jarayon-
deb shunday jarayonga aytiladiki, bunda sistema issiqlik almashinuvi
natijasida issiqlik olmaydi ham issiqlik bermaydi ham
(𝑄 = 0)
. Adiabatik jarayon juda tez sodir
bo’ladi, shuning uchun tashqi muhit bilan issiqlik almashmaydi. Adiabatik jarayonda
𝑄 = 𝑜
bo’lagani uchun
∆𝑈 + 𝐴 = 0
bo’ladi. Bundan
∆𝑈 = −𝐴
yoki
𝐴 = −∆𝑈
birinchi holatda gaz
tashqi kuchlar tasirida adiabatic siqilgan. Bunda gaz qiziydi uning ichki enrgiyasi esa ortadi.
Ikkinchi holatda esa gaz adiabatik kengayib ish bajaradi. Bu holatda gaz soviydi va ichki
energiya kamayadi. Boshqacha aytganda, adiabatik jarayonda gaz ichki energining o’zgarishiga
ish bajaradi. Adabatik jarayon garfigi izoternik jarayon grafigiga o’zshasada ularni aniq
hisoblashlar bilan aniqlangan farqlar quydagilar [3];
1)
Gaz adiabatik kengayishda izotermik kengayishga nisbatan kam ish bajaradi
2)
Adiabatik siqilganda tashqi kuchlar bajargan ishi izotermik siqilgandagiga nisbatan katta
bo’ladi.
Quydagi garfikdan adiabatik siqilish va kengayishda termodinamikaning birinchi
qonunini qo’llanilishi I-jadvalda ko’rsatilgan.
I-jadval
`
26
1. Rossiya, Alyaska, Kanadaning shimoliy daryolarining ko'pchiligi, ayniqsa janubdan
shimolga oqib o'tadigan daryolar, toshqinlar o'rtasida, "katta suv" bilan muzni buzadi. Yuqori
oqimlarda muz allaqachon singan, quyi oqimlarda esa hali ham saqlanib qolgan. Oqim olib
keladigan muz qatlamlari harakatsiz muz qoplamiga suyanadi va bir-birining ustiga to'planadi;
keyin sodir bo'ladi... tirbandlik. Daryodada katta miqdordagi muz to'planishi mumkin - 200
million m
3
gacha va daryo oldidagi suv ba'zan 5-10 m ga ko'tariladi, bu ko'pincha toshqin
paytida daryo sathidan oshadi [5].
Savol.
Biz materiyaning qaysi holatlari haqida gapirayapmiz?
Javob.
Qattiq va suyuqlik haqida.
2. Biz nafas olayotganda o'pkaning hajmi ortadi va atmosfera havosi ularga tortiladi.
Alveolalar (mikroskopik qoplar, bronxiolalarning uchlari) o'pkaning eng elastik qismi
bo'lganligi sababli, nafas olish va chiqarish paytida o'pka hajmining deyarli barcha o'zgarishlari
alveolalar hajmining mos ravishda o'zgarishi tufayli sodir bo'ladi. Nafas olayotganda alveolalar
kengayadi, nafas chiqarganda esa qisqaradi. Biz kuniga taxminan 15 000 marta o'pkamizning
alveolalarini cho'zamiz, shu bilan birga mexanik ish bilan shug'ullanamiz, bu bizning barcha
energiya xarajatlarimizning 2 dan 25% gacha [5].
Savol.
Biz nafas olayotganda qanday ish qilamiz?
Javob.
Jismoniy faolligi ko'p bo'lmagan odam tomonidan bajariladigan ish o'rtacha 3000
kJ bo'lganligi sababli, bu ishning 25% alveolalarni kengaytirishga sarflanadi. Bu 750 kJ ga to'g'ri
keladi.
“Sen bo’shsan” o’yini.
O’yinda 3 ta bola qatnashadi. Boshqaruvchi tomonidan ketma-ket bolaning ismini aytgan
holda savollar beriladi. Ular javob beradilar. Mabodo javob bermasa qolgan o’tirgan
o’quvchilardan so’raladi. Har bir bolaga 5 ta dan savol berilgandan so’ng ular o’yindan
chiqarish uchun 1 kishining ismini yozadilar. Agar birtadan to’g’ri kelsa, o’sha o’yin davomida
g’olib o’quvchi kimni chiqarish uchun ism aytadi. Keyin bola o’yindan chiqadi. Chiqish
davomida nimani bilmadi va bilib olganligi haqida so’zlab beradi [1, 2].
Savollar:
1)
Termodinamikaning birinchi qonuni nimaga asoslangan?
2)
Izotermik jarayonda nima o’zgarmaydi?
3)
Izoxorik jarayonda nima nolga teng?
4)
Qaysi jarayonda issiqlik miqdori nolga teng?
5)
Abadiy dvigatellar mavjudmi?
Xulosa
Bu maqolada fizikaning “Termodinamikaning birinchi qonuni”ga e’tibor berilgan.
Izojarayonlarni oʻqitishda nostandart topshiriqlar asosida tashkil etildi. Nostandart
topshiriqlar o’quvchilarning mantiqiy fikrlashini va ijodiy fikrlashiga hissa qoʻshadi. Maqolada
qo’llanilgan topshiriqlar oʻquv darsliklar asosidsa va chetel darsliklaridan ham foydalingan. Bu
topshiriqlar oʻquvchining fanga boʻlgan qiziqishini va hayoti tajribalarini orttirishga hissa
qoʻshadi.
References:
1.
O.U.Avlayev, S.N. Joʻrayeva, S.P.Mirzayeva “Ta’lim metodlari” oʻquv-uslubiy qoʻllanma,
`
27
“Navroʻz” nashriyoti, Toshkent – 2017
2.
Джораев М., Саматов Ғ.Б., Хужанов Э.Б. Узлуксиз таълим тизимида физика
ўқитишни статистик метод асосида такомиллаштириш. – Т.: ABU MATBUOT-KONSALT,
2017 й. – 288 б.
3.
Хужанов Э.Б. Преподавание физики в общеобразовательных школах на основе
статистического метода / Проблемы современного образования. Электронный журнал.
4.
Xujanov E.B., Baratov J. Molekulyar fizika va termodinamika asoslaridan nostandart
darslarni musobaqa shaklida tashkillashtirish metodikasi / Fan va jamiyat – Nukus, 2021 – №
1 (2-seriya).
5.
Нестандартные проблемы физики. Для уроков естествознания / А.И. Семке. -
Ярославль: Академия развития, 2007. - 320 с.
