ILM FAN YANGILIKLARI KONFERENSIYASI
IYUL
ANDIJON,2025
50
ISSIQLIK TUSHUNCHASINING TRANSFORMATSIYASI: SADI CARNOT’DAN TO
NANOTERMODINAMIKAGACHA
Navbahor Qurbanbayeva Shermat qizi
Berdoq nomidagi Qoraqolpoq davlat universiteti
Fizika fakulteti Fizika kafedrasi
ANNOTATSIYA:
Mazkur maqolada issiqlik tushunchasining tarixiy va ilmiy jihatdan
evolyutsiyasi, uning klassik termodinamikadan boshlab zamonaviy nanotexnologiyalar
darajasigacha bo‘lgan rivojlanish bosqichlari yoritiladi. Xususan, Sadi Karnoning issiqlik
dvigatellari samaradorligiga doir asosiy prinsiplari, keyinchalik bu nazariyalarning
termodinamik qonunlar shaklida umumlashtirilgani, hamda XX–XXI asrlarda mikro- va
nanomiqyosdagi issiqlik hodisalarini o‘rganishga qaratilgan nanotermodinamika yondashuvlari
chuqur tahlil qilinadi. Maqola energetika tizimlari, nanoelektronika va kvant darajadagi issiqlik
almashinuvi masalalariga nazariy va amaliy nuqtai nazardan yondashadi.
KALIT SO‘ZLAR:
Issiqlik, termodinamika, Sadi Karno, energiyaning saqlanishi, entropiya,
reversiv jarayon, nanozarralar, issiqlik uzatish, kvant termodinamikasi, nanotexnologiya
Issiqlik tushunchasi insoniyat tarixining dastlabki bosqichlaridan boshlab tabiat hodisalari
orasida eng muhimlaridan biri bo‘lib kelgan. Biroq bu tushunchaning ilmiy mazmuni vaqt
o‘tishi bilan sezilarli darajada o‘zgarib bordi. XVIII asr oxiriga kelib, issiqlik «kalorik
suyuqlik» sifatida tasavvur qilingan bo‘lsa, XIX asr boshlarida Sadi Karno tomonidan ishlab
chiqilgan nazariy prinsiplar asosida issiqlik — energiyaning bir ko‘rinishi sifatida qarala
boshlandi. Aynan Karno issiqlik dvigatellari samaradorligi masalasini tahlil qilib, reversiv
jarayonlar orqali maksimal foydalilik nazariyasini ilgari surdi.
Keyinchalik bu yondashuv termodinamik qonunlar tizimiga asos bo‘lib xizmat qildi. XIX asrda
Klauzius va Kelvin entropiya va issiqlikning yo‘nalgan oqimi tushunchalarini aniqlab berdi.
XX asrga kelib termodinamika kvant mexanikasi bilan uyg‘unlashdi, bu esa energiyaning
mikroholatlar orqali taqsimlanishini tushunishga imkon berdi. XXI asrda esa issiqlik
almashinuvi jarayonlarini nanomiqyosda o‘rganishga asoslangan nanotermodinamika
yondashuvi shakllandi. Bu yo‘nalish nafaqat yangi fizik qonuniyatlarni ochishga, balki
nanoelektronika, biotexnologiya va yuqori samarali energiya tizimlarini yaratishga ham xizmat
qilmoqda.
Ushbu maqola issiqlik tushunchasining tarixiy shakllanishi, nazariy asoslanishi va zamonaviy
ilmiy-amaliy ko‘rinishlarini o‘zaro bog‘liq tizimda tahlil etadi.
Tadqiqot doirasida birinchi navbatda issiqlik tushunchasining tarixiy rivojlanishi bosqichlari
aniqlab olindi. Bu maqsadda ilm-fan tarixida muhim rol o‘ynagan Sadi Karno, Klauzius,
Kelvin va boshqa fizik olimlarning ishlari tahlil qilindi. Ularning energiya aylanishi, issiqlik
dvigatellari samaradorligi, entropiya tushunchasiga oid ilmiy qarashlari muqoyasa asosida
o‘rganildi. Shuningdek, zamonaviy nanotermodinamik yondashuvlar, ya’ni issiqlikning atom
va molekulalar darajasidagi xatti-harakati bo‘yicha olib borilgan tadqiqotlar tahlil qilindi.
Nanozarralar, kvant issiqlik mashinalari va energiyaning statistik taqsimoti haqida chiqarilgan
ilmiy natijalar hozirgi davrda issiqlik tushunchasiga qanday yondashilayotganini tushunishga
imkon berdi. Tadqiqot davomida zamonaviy ilmiy maqolalar, konferensiya materiallari va
xalqaro patentlar tahlil qilindi.
ILM FAN YANGILIKLARI KONFERENSIYASI
IYUL
ANDIJON,2025
51
O‘rganishlar shuni ko‘rsatdiki, issiqlik tushunchasi dastlab «moddiy oqim» sifatida talqin
qilingan bo‘lsa-da, Sadi Karno nazariyasi asosida bu tushuncha energiyaning o‘zgarish shakli
sifatida qayta ko‘rilgan. Karno aylanishi asosida maksimal samaradorlikka erishish imkoniyati
faqat ideal, ya’ni reversiv jarayonlarda bo‘lishi mumkinligi isbotlangan. Termodinamikaning
birinchi va ikkinchi qonunlari orqali issiqlik faqat energiya almashinuvi shaklida emas, balki
entropiya ortishi orqali ham ifodalangan. Zamonaviy nanotermodinamika yondashuvi esa
issiqlik hodisalarini mikro va kvant miqyosda tasvirlash imkonini beradi. Jumladan, kvant
issiqlik dvigatellari, fononlar orqali issiqlik tashilishi va nanozarralarning haroratga bo‘lgan
sezuvchanligi fizik muhitda issiqlikning noan’anaviy xatti-harakatini ko‘rsatadi. Statistik
mexanika va ehtimollik nazariyasiga asoslangan modellar, ayniqsa, noaniqlik sharoitida
energetik jarayonlarni modellashtirish imkonini yaratdi.
Tadqiqotda aniqlanishicha, issiqlik tushunchasi klassik fizikada doimiy qiymatga ega bo‘lgan
makroskopik energiya oqimi sifatida qaralgan bo‘lsa, zamonaviy nanotexnologiyalarda u
statistik xatti-harakatlar, kvant effektlar va ehtimollik asosida baholanmoqda. Bu esa issiqlikni
universal tushuncha sifatida emas, balki muhitga, o‘lchovga va vaqt miqyosiga qarab turlicha
ifodalanuvchi fizik holat sifatida tasvirlashga olib keladi. Klassik termodinamikada reversiv
jarayonlar nazariy model bo‘lib xizmat qilgan bo‘lsa, amaliy tajribalarda issiqlik uzatish
jarayonlari odatda yo‘qotishlar bilan kechadi. Nanotermodinamika bu yo‘qotishlarning
sabablari, atom darajasidagi energiya dispersiyasi va kvant tavsiflari orqali izohlaydi. Issiqlik
dvigatellarining nanoo‘lchamdagi prototiplari hozirgi kunda sun’iy fotosintez, biologik tizimlar
va energiya tejovchi nanoqurilmalar loyihalashtirishda muhim vosita bo‘lib xizmat qilmoqda.
Shuningdek, issiqlikning axborot bilan bog‘liq ekvivalentligi (Landauer printsipi) raqamli
hisoblash tizimlarida ham yangi davrni boshlab berdi.
Issiqlik tushunchasining ilmiy jihatdan shakllanishi fizik fanlar tarixida muhim burilish
bosqichlaridan biridir. Sadi Karno tomonidan ilgari surilgan reversiv aylanishlar haqidagi
nazariya nafaqat bugungi issiqlik dvigatellarining asosini tashkil etdi, balki termodinamika
fanining umumiy qonunlariga yo‘l ochdi. Shundan boshlab issiqlik moddiy oqim emas, balki
energiyaning bir shakli sifatida qaraldi. Zamonaviy nanotermodinamik yondashuvlar esa bu
tushunchani yanada chuqurroq tahlil qilish imkonini bermoqda. Energiya va entropiyaning
kvant miqyosda qanday o‘zgarishi, nanozarralar orqali issiqlik uzatilishi, va ushbu
hodisalarning amaliy dasturiy tizimlarda qanday qo‘llanishi — fan oldida turgan yangi
muammolar qatoriga kiradi. Tadqiqot davomida issiqlik tushunchasi fazoviy va zamonaviy
kontekstdagi o‘zgarishlari orqali chuqur ko‘rib chiqildi va uning kelajak texnologiyalari uchun
ilmiy negiz bo‘lib xizmat qilishi asoslab berildi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR:
1.
Carnot, S. (1824). Réflexions sur la puissance motrice du feu.
2.
Clausius, R. (1865). The Mechanical Theory of Heat.
3.
Kelvin, W. (1851). On the Dynamical Theory of Heat.
4.
Callen, H. B. (1985). Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. Wiley.
5.
Kondepudi, D., & Prigogine, I. (1998). Modern Thermodynamics. Wiley.
6.
Gemmer, J., Michel, M., & Mahler, G. (2009). Quantum Thermodynamics. Springer.
7.
Allahverdyan, A., & Nieuwenhuizen, T. (2005). “Minimal work principle: Proof and
counterexamples”. Phys. Rev. E.
8.
Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2015). Thermodynamics: An Engineering Approach.
McGraw-Hill.
ILM FAN YANGILIKLARI KONFERENSIYASI
IYUL
ANDIJON,2025
52
9.
Landauer, R. (1961). “Irreversibility and heat generation in the computing process”.
IBM Journal of Research and Development.
10.
Giazotto, F. et al. (2006). “Opportunities for mesoscopics in thermometry and
refrigeration”. Rev. Mod. Phys.
