Termodinamik Nedir:
Termodinamik, ısı, uygulanan kuvvet (iş olarak da bilinir) ve enerji transferi arasındaki ilişkiyi inceleyen fizik dalıdır.
Termodinamik kelimesi Yunanca köklerden gelmektedir. θρμο- (termo-) 'ısı' anlamına gelir ve δυναμικός (dynamikós), hangi sırayla türetilir δύναμις (dinamis)'güç' veya 'güç' anlamına gelir.
Termodinamik süreçler üç temel yasa tarafından belirlenir.
- Birinci yasa, enerjinin nasıl korunduğunu anlamamızı sağlar.
- İkinci yasa, enerji transferinin gerçekleşmesi için gerekli koşulları bilmek için kullanılır.
- Üçüncü yasa, dengedeki sistemlerin davranışını bilmeye hizmet eder.
Termodinamik süreçleri anlamak, endüstri mühendisliği gibi birden fazla makineyi çalıştırmak için büyük miktarda enerji kullanılması gereken alanlarda önemlidir.
Termodinamik yasaları ayrıca biyokimya, kozmoloji ve genetik gibi alanlarda sistemlerin işleyişini anlamamızı sağlar.
termodinamik yasaları
Termodinamikte ısı ve enerjinin nasıl çalıştığını ve nasıl iletildiğini açıklayan üç yasa vardır. Bunları aşağıda ayrıntılı olarak açıklayacağız.
Termodinamiğin Birinci Yasası
Birinci yasa enerjinin korunumuyla ilgilidir: enerji ne yaratılır ne de yok edilir, yalnızca dönüştürülür. Örneğin:
- Güneş enerjisi bir servis istasyonu için elektrik enerjisine dönüştürülür.
- Bu elektrik enerjisi, elektrikli otomobilin pilini şarj etmek için kullanılabilir.
- Elektrikli otomobil, biriken enerjiyi yer değiştirmeye dönüştürebilir.
Bu nedenle enerji her zaman hareket halindedir.
Basitleştirilmiş formül aşağıdaki gibi olacaktır:
Termodinamiğin ikinci yasası
Termodinamiğin İkinci Yasası, iki şeyin belirlenmesine izin verir:
- Enerji transferinin gerçekleştiği yön.
- Sürecin tersine çevrilmesi için gerekli koşullar.
Buradan, tersinir ve geri döndürülemez süreçlerin olduğunu öğreniyoruz.
Örneğin sofra tuzu, seyreltme adı verilen bir işlemle su ile kendiliğinden karışır. Bu işlem ısıyı serbest bırakır.
Bu işlemi tersine çevirmek ve tuz kristallerini yeniden oluşturmak için, suyun buharlaşmasını ve tuzdan ayrılmasını sağlayan ısı uygulanmalıdır. Sistem ısıyı emer.
Basitleştirilmiş formül aşağıdaki gibi olacaktır:
Termodinamiğin üçüncü yasası
Termodinamiğin üçüncü yasası, önceki iki yasayı birleştirir ve bunları mutlak dengedeki sistemlere uygular. Bu durumda minimum bir enerji değişimi ve maksimum derecede düzensizlik (veya entropi) vardır.
Üçüncü yasa kapalı sistemlere uygulanır. Bu tür sistemler sadece teorik fizik ve kimyada görülür.
Basitleştirilmiş formül şu şekilde olacaktır:
Termodinamikte sistem türleri
Termodinamiğin yasalarını anlamak için öncelikle var olan sistem türlerini ve davranışlarını bilmek önemlidir.
Etrafımızdaki her şey sistemlerden oluşur ve bildiğimiz sistemlerin çoğu enerji alışverişinde bulunur. Sistemler üç tipe ayrılır: açık, kapalı ve izole.
- Açık sistemler: dışarıyla enerji ve madde alışverişinde bulunurlar (örneğin, bir şenlik ateşi).
- Kapalı sistemler: sadece dışarıyla enerji alışverişinde bulunurlar (örneğin bir cep telefonu).
- İzole sistemler: Madde veya enerji alışverişi yapmazlar (sadece teoriktirler).
Termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları açık ve kapalı sistemler için geçerliyken, üçüncü yasa yalıtılmış sistemler için geçerlidir.
Bir sistemin durumu
Sistemlerin (türlerine bakılmaksızın) bulunabileceği iki temel durum vardır.
- Aktif sistemler: enerji alışverişi varsa sistemin aktif olduğu söylenir.
- Durgun veya dengedeki sistemler: enerji alışverişi yoksa sistem durgun veya dengede kabul edilir.
Termodinamikte ısı ve ısı transferi
Fiziğe göre ısı, farklı sıcaklıklardaki iki sistem temas ettiğinde var olan enerji akışıdır. İlgili tüm sistemler aynı sıcaklığa ulaştığında termal dengeye ulaşılır.
Termodinamik sistemlerde eğer ikisi üçüncü bir sistemle dengedeyse, o zaman birbirleriyle de dengededirler. Bu nedenle, dengeye ulaşıldığında sıcaklık sabittir.
