Entropi

Entropi Maddesi

Önceki tartışmada, termodinamiğin ikinci yasasının birkaç özel ifadesini inceledik. Bu özel ifadelerin yalnızca belirli geri dönüşümsüz süreçleri açıklayabileceğini belirtmek gerekir. Clausius ifadesi yalnızca ısı transferini ve bunun buzdolaplarının çalışma prensibiyle ilişkisini açıklar. Kelvin ve Planck ifadeleri ise ısı motorlarının çalışma prensibiyle ilgilidir . Esasen, bu iki ifade ısı transferiyle ilgilidir. Bu iki ifade kullanılarak açıklanamayan birçok başka geri dönüşümsüz süreç de vardır.

Daha fazla

Soğutma makinesi

Soğutma Makineleri Hakkında Makaleler

Bir buzdolabı, ters yönde çalışan bir ısı motorudur. Yani, bir ısı motoru düşük sıcaklık bölgesinden ısı alır ve yüksek sıcaklık bölgesine atar. Bu işlemin gerçekleşmesi için motorun iş yapması gerekir. Ancak, ısı doğal olarak sadece yüksek sıcaklık bölgesinden düşük sıcaklık bölgesine akar. Isı, düşük sıcaklık bölgesinden yüksek sıcaklık bölgesine kendi başına akamaz. Bu, daha önce ele alınan Clausius ifadesiyle uyumludur. Bir buzdolabında gerçekleşen işlem için, önceki Clausius ifadesi şu şekilde yazılabilir:

Daha fazla

Carnot motor çevrimi

Carnot Motor Çevrimi hakkında makale

Bir ısı motorunun verimliliğini nasıl artıracağını bulmak için, Sadi Carnot (1796-1832) adlı Fransız bir bilim insanı, 1824 yılında ideal bir ısı motorunu teorik olarak inceledi. O zamanlar, termodinamiğin birinci yasası veya ikinci yasası henüz formüle edilmemişti. Birinci yasa formüle edilmemişti çünkü bilim insanları henüz ısının enerji olduğunu bilmiyorlardı. Joule ve arkadaşları 1830'larda deneyler yaptıktan sonra, bilim insanları ancak ısının sıcaklık farklarından dolayı aktarılan enerji olduğunu kesin olarak bildiler. Bu nedenle, termodinamiğin birinci yasası 1830'dan sonra formüle edildi. Sadi Carnot, 1824 yılında ideal bir ısı motorunu teorik olarak incelemişti. Yaptığı araştırma aslında o zamanlar kullanılan buhar motorlarının verimliliğini artırmak içindi. O zamanlar çoğu buhar motoru daha az verimliydi.

Daha fazla

Termodinamiğin İkinci Yasası

Termodinamiğin İkinci Yasası hakkında makale

Doğada meydana gelen tüm süreçler yalnızca tek yönde gerçekleşir, ters yönde gerçekleşemez; bu durum genellikle geri döndürülemez süreçler olarak adlandırılır. Sapından ayrılıp yere düşen bir mango asla tekrar yukarı doğru hareket etmez. İttiğimiz ve sonra durdurduğumuz bir kitap asla bize doğru geri gelmez. Yüksek sıcaklıktaki bir cismi (sıcak cisim) düşük sıcaklıktaki bir cisimle (soğuk cisim) temas ettirirsek, ısı doğal olarak yüksek sıcaklıktaki cisimden düşük sıcaklıktaki cisme akar. Ters süreci, yani ısının doğal olarak soğuk bir cisimden sıcak bir cisme akmasını asla görmeyiz. Eğer bu süreç gerçekleşseydi, soğuk cisim daha soğuk, sıcak cisim ise daha sıcak olurdu. Ancak gerçekte durum böyle değildir. Birbirinden farklı görünen birçok geri döndürülemez süreç vardır, ancak bunların hepsi enerji biçimindeki değişiklikleri ve enerjinin bir cisimden diğerine aktarılmasını içerir.

Daha fazla

Termodinamiğin Birinci Yasasının Çeşitli Termodinamik Süreçlere Uygulanması

Termodinamiğin Birinci Yasasının Çeşitli Termodinamik Süreçlere Uygulanması Üzerine Makale

Daha önce Termodinamiğin Birinci Yasasını ele aldık ve bir sistem tarafından yapılan işi analiz ettik . Bu sefer, Termodinamiğin Birinci Yasasının dört termodinamik süreçteki bazı uygulamalarını inceleyeceğiz. Bu dört süreç izotermal, izokorik, izobarik ve adyabatik süreçlerdir. Bu terimler Yunancadan türetilmiştir.

İzotermal Proses (sabit sıcaklık)

Öncelikle, termodinamiğin birinci yasasının izotermal bir sürece uygulanmasını gözden geçirelim. İzotermal bir süreçte, sistemin sıcaklığı sabit tutulur. Teorik olarak analiz ettiğimiz sistem ideal bir gazdır. İdeal bir gazın sıcaklığı, ideal gazın iç enerjisiyle doğru orantılıdır (U = 3/2 nRT). T sabit kaldığı için U da sabit kalır. Bu nedenle, izotermal bir sürece uygulandığında, termodinamiğin birinci yasasının denklemi şu şekilde olur:

Daha fazla

Enerjinin korunumu yasası

Enerjinin Korunumu Yasası hakkında makale

Enerji biçimleri

Günlük hayatımızda birçok enerji türü bulunmaktadır. İş ve enerji konusunda, mekanik enerjinin iki türü olan potansiyel enerji ve kinetik enerjiye giriş yaptık. Potansiyel enerji, yerçekimi enerjisi, elastik enerji ve elektrik enerjisi gibi çeşitli türlerden oluşur . Kinetik enerji ise öteleme kinetik enerjisi ve dönme kinetik enerjisi olmak üzere iki türden oluşur.

Lezzetli, olgun bir mango, sapından asılı dururken yerçekimsel potansiyel enerjiye sahiptir. Aynı şey, örneğin bir çatı katında, yerden belirli bir yükseklikte olduğunuzda da olur. Bir cisim, Dünya'ya göre konumundan dolayı yerçekimsel potansiyel enerjiye sahiptir.

Daha fazla

Termodinamiğin Birinci Yasası

Termodinamiğin Birinci Yasası Malzeme

Termodinamik Süreç

Isı (Q), sıcaklık farkı nedeniyle bir nesneden diğerine hareket eden enerjidir. Sistem ve çevre bağlamında, ısı, sıcaklık farkı nedeniyle sistemden çevreye veya çevreden sisteme hareket eden enerji olarak tanımlanabilir. Sistem sıcaklığı çevre sıcaklığından yüksekse, ısı sistemden çevreye doğru akar. Tersine, çevre sıcaklığı sistem sıcaklığından yüksekse, ısı çevreden sisteme doğru akar.

Isı (Q), sıcaklık farkından kaynaklanan enerji transferiyle ilgiliyse, İş (W) de mekanik yollarla gerçekleşen enerji transferiyle ilgilidir. Örneğin, bir sistem çevreye iş yapıyorsa, enerji otomatik olarak sistemden çevreye doğru hareket eder. Tersine, çevre sisteme iş yapıyorsa, enerji çevreden sisteme doğru hareket eder.

Daha fazla