Isı motorunun verimliliğini nasıl artıracağını bulmak için , Sadi Carnot (1796-1832) adlı bir Fransız bilim insanı, 1824 yılında ideal bir teorik kalori makinesini inceledi. O zamanlar, termodinamiğin birinci yasası henüz formüle edilmemişti, ikinci yasası da. Birinci yasa formüle edilmemişti çünkü bilim insanları henüz ısının enerji olduğunu bilmiyorlardı. Joule ve meslektaşlarının 1830'lardaki deneylerinden sonra, bilim insanları ısının sıcaklık farkları nedeniyle hareket eden bir enerji olduğunu keşfettiler. Böylece, termodinamiğin birinci yasası 1830'dan sonra formüle edildi. Sadi Carnot, 1824 yılında teorik ideal kalori motoru üzerinde araştırma yapıyordu. Araştırması aslında buhar motorunun verimliliğini artırmak içindi. O zamanın çoğu buhar motoru daha az verimliydi.
Termodinamiğin ikinci yasası
Geri dönüşümsüz termodinamik süreçleri açıklamak için bilim insanları termodinamiğin ikinci yasasını formüle ettiler. Termodinamiğin ikinci yasası, evrende hangi süreçlerin gerçekleşebileceğini ve hangi süreçlerin gerçekleşemeyeceğini açıklar. RJE Clausius (1822-1888) adlı bir bilim insanı şu açıklamayı yapmıştır:
Doğal olarak, ısı yüksek sıcaklıktaki cisimlerden düşük sıcaklıktaki cisimlere doğru hareket eder; doğal olarak, ısı düşük sıcaklıktaki cisimlerden yüksek sıcaklıktaki cisimlere doğru hareket etmez (Termodinamiğin İkinci Yasası - Clausius'un ifadesi).
Clausius'un ifadesi, termodinamiğin ikinci yasasının özel ifadelerinden biridir. Özel ifade olarak adlandırılmasının nedeni, yalnızca ısı transferiyle ilgili tek bir sürece uygulanmasıdır. Bu ifade diğer süreçlerle ilgili olmadığından, daha genel bir ifadeye ihtiyacımız vardır. Termodinamiğin ikinci yasasının genel bir ifadesinin geliştirilmesi, ısı motorlarının incelenmesine dayanmaktadır. Bu nedenle, önce motor ısısını ele alacağız.
Termodinamik süreçler: İzotermal, Adyabatik, İzokorik, İzobarik
Makale Termodinamik süreçler: İzotermal Adyabatik İzokorik İzobarik
Dört termodinamik süreç vardır: İzotermal, izokorik, izobarik ve adyabatik süreçler.
İzotermal Proses (sabit sıcaklık)
İzotermal bir süreçte, sistem sıcaklığı sabit tutulur. Teorik olarak, analiz edilen sistem ideal bir gazdır. İdeal gaz sıcaklığı, ideal iç gaz enerjisiyle doğru orantılıdır (U = 3/2 n RT). T değişmediğinden, U da değişmez. Dolayısıyla, izotermal sürece uygulandığında, termodinamik denklemin birinci yasası şu şekilde olur:
Termodinamiğin birinci yasası
Termodinamik süreç
Isı (Q), sıcaklık farkı nedeniyle bir nesneden diğerine hareket eden enerjidir. Sistemler ve ortamlar söz konusu olduğunda, ısı, sıcaklık farkı nedeniyle sistemden ortama veya ortamdan sisteme hareket eden enerjidir. Sistem sıcaklığı ortam sıcaklığından yüksekse, ısı sistemden ortama akar. Ortam sıcaklığı sistem sıcaklığından yüksekse, ısı ortamdan sisteme akar.
Isı (Q), sıcaklık farkından dolayı hareket eden enerjidir; iş (W) ise iş yoluyla enerji transferiyle ilgilidir. Örneğin, sistem çevreye iş yapıyorsa, enerji sistemden çevreye doğru hareket eder. Tersine, çevre sisteme iş yapıyorsa, enerji çevreden sisteme doğru hareket eder.
Enine dalgalar – sorunlar ve çözümler
1. Su yüzeyindeki dalgaların iki çukuru arasındaki mesafe 20 m'dir. Bir cisim su yüzeyinde yüzerek titreşim hareketi yapmaktadır. Bir titreşimi tamamlama süresi 4 saniye ise, dalganın hızı kaç m/s'dir?
A. 20
B. 15
C. 10
D. 5
Bilinenler:
Mekanik dalgaların hızı – sorunlar ve çözümler
1. 25 metre uzunluğundaki bir halattaki enine dalganın hızı 50 m/s'dir. Halatın gerilme kuvveti 200 N'dur. Halatın kütlesini belirleyiniz.
A.0.08 kg
B. 0.5 kg
C. 0.8 kg
Boyut 2.0 kg
Bilinenler:
Basit harmonik hareket – problemler ve çözümler
1. Bir cisim, sağa ve sola doğru 5 Hz frekansla titreşmektedir. Cisim, denge noktasından sağa doğru maksimum yer değiştirmeye kadar hareket etmektedir . Sağa doğru maksimum yer değiştirmeye on bir kez ulaşmak için gereken zaman aralığını belirleyin.
A. 2.05
B. 2.20
C. 2.25
D. 2.50
Bilinenler:
Basit sarkaç – sorunlar ve çözümler
1. İki basit sarkaç iki farklı yerde bulunmaktadır. İkinci sarkacın uzunluğu, birinci sarkacın uzunluğunun 0.4 katıdır ve ikinci sarkacın maruz kaldığı yerçekimi ivmesi , birinci sarkacın maruz kaldığı yerçekimi ivmesinin 0.9 katıdır . Birinci sarkacın frekansının ikinci sarkacın frekansıyla karşılaştırmasını belirleyin.
2/3
B.3/2
C.4/9
9/4
Ses dalgalarının rezonansı – sorunlar ve çözümler
1. A akort çatalı titreştirildikten sonra, B akort çatalı da titreştirilir. B akort çatalı titreştirilir çünkü…
A. A diyapazonunun genliği, B diyapazonunun genliğiyle aynıdır.
B. Her iki akort çatalı da aynı rezonans kutusunu kullanır.
C. B diyapazonunun frekansı, A diyapazonunun frekansıyla aynıdır.
D. Her iki akort çatalının çıkardığı seslerin tınısı aynıdır.
Çözüm
Sıvıların basıncı – sorunlar ve çözümler
1.
Yerçekimi ivmesi 10 N/kg'dır. Balığın üzerindeki suyun bastığı yüzey alanı 6 cm²'dir . Balığın üzerindeki suyun balığa uyguladığı kuvveti belirleyiniz.
Bilinenler: