Termodinamik Nedir? Kuralları Nelerdir?

Termodinamik-Nedir-Kurallari-Nelerdir

Aslında hayatın her alanında yer alan termodinamik fiziksel anlamda bir kurallar bütünüdür. Fiziğin inceleme alanına giren ve yaşamın her alanında karşımıza çıkan termodinamik nedir kuralları nelerdir tüm bilgileri nedir nasıl yapılır bölümümüzdeki bu yazımızdan öğrenebilirsiniz.

Termodinamik, ısının akacağı yönü kontrol eden ve enerjinin bir formdan diğer forma nasıl değişeceğini açıklayan kuralları inceler. Termodinamik konulu çalışmalar 19. yy’da başladı. Bilim adamları, deneylerin sonuçlarım ısı ve enerjinin doğada nasıl var olduğunu açıklayan kurallar oluşturmakta kullandılar. Bu kurallar mühendislere, yakıtlarda bulunan kimyasal enerjiyi ısı enerjisine ve daha sonra da mekanik enerjiye dönüştüren buhar makinesi gibi aletleri geliştirmeleri konusunda yardımcı olmuştur. Zaman geçtikçe, bilim adamları, aynı termodinamik kurallarının, dizel motorların işleyişinden yaşayan organizmaların biyolojik gelişmelerine kadar her sürece uyarlanabileceğinin farkına varmışlardır.

termodinamigin-kullanim-alanlari

termodinamigin-kullanim-alanlari

İLK KURAL

Termodinamiğin ilk kuralı, enerjinin yaratılamayacağını ve yok edilemeyeceğini belirtir. Bu kuralın bir sonucuna göre, bir aygıtın içine giren enerji, onun dışarı verdiğiyle aynıdır. Bir elektrik lambasını ele alalım. Enerji lambanın içinde elektrik biçiminde akar. Lamba, elektrik akımı içinde gezerken ısı ve ışık üretir. Lambanın dışarı verdiği ısı ve ışık enerjisinin toplamı, lambanın tükettiği elektrik enerjisi miktarına eşittir. Başka bir deyişle, lamba yandıkça enerji miktarı değişmez; bir biçimden başka bir biçime dönüşür.

İKİNCİ KURAL

Termodinamiğin ikinci kuralı, tüm doğal süreçlerin entropiyi artırdığını belirtir. Entropi, evrenin düzensizliğinin ölçüsüdür. İkinci kuralın bir sonucu, ısının sıcak bir yerden soğuk bir yere doğru akmasıdır. Bu şekilde, sıcak bir nesnede yoğunlaşan ısı yayılıp eski düzenini yitirir, yani süreç entropiyi artırır. Isı, sıcak bir yerden soğuk bir yere kendiliğinden akmaz. Entropi kimyasal reaksiyonlarda da rol oynar. Birçok reaksiyon, kimyasal enerjiyi çevreye yayılan ısıya dönüştürerek entropiyi artırır. Kimi reaksiyonlarda, sıvı ve katilardan daha düzensiz olan gazlar açığa çıkar.

ÜÇÜNCÜ KURAL

Termodinamiğin üçüncü kuralı, mutlak sıfır  Noktası denen bir en düşük ısı derecesi olunduğunu belirtir. Bir madde bu ; sıcaklıktayken, mümkün olan en düşük ısı erjisine sahiptir ve daha fazla söğuyamaz. mutlak sıfır noktasına ulaşmak imkânsızdır çünkü her nesne çevresindeki diğer nesnelerden ısı emer. Bununla beraber, hesaplamalar mutlak sıfırin, Celsius derecesi üzerindeki -273.15 dereceye karşılık geldiğini gösterir. Birçok termodinamik hesaplamasında, mutlak sıfırın :< (Kelvin sıfırı) olarak gösterildiği termodinamik derece üzerindeki sıcaklıklar kullanılır. Gazların özelliklerini açıklayan denklemler, termodinamik sıcaklıkların kullanımına örnektir. Sabit basınçtaki bir gazın hacmi, mutlak sıfırın üzerindeki ısısıyla orantılı  olaarak değişir. Ayrıca, eğer gaz sabit hacimde olulursa, basıncı termodinamik ısısıyla orantılı olarak artar.

ÇALIŞMA VE ENERJİ

Benzin ve mazot gibi yakıtlara yüksek kaliteli enerji kaynakları denir. Onlara bu adın verilmesinin nedeni, bu yakıtların çok az hacim otan bir bölümünün büyük miktarda faydalı kimyasal enerji içermesidir. Bir yarışçı, aracını yarış pistinde sürüp tam olarak aynı noktada dönerse, yakıtın yanmasıyla açığa çıkan bütün kimyasal enerji ısıya dönüşecektir. Motor, yakıtın %70’inden fazlasını radyatör ve egzozdan çıkan ısıya harcar. Otomobil yolda

giderken, sürtünme, kinetik enerjiyi dış lastikleri ve havayı ısıtan sıcaklığa dönüştürür. Frenler kinetik enerjiyi ısı enerjisine çevirirler. Bir yolculuğun sonunda, yakıtın içindeki bütün enerji çevreye yayılarak hissedilmeyecek şekilde dünyayı ısıtmıştır. Bu ısı enerjisine, düşük kaliteli enerji denir, çünkü etrafa dağılmıştır ve bir işe yaramaz.

VERİM

Bir motorun verimliliği, aldığı enerjiyi yararlı işe dönüştürme oranıdır. Bir otomobil motoruna giren enerji, yakıtından açığa çıkan kimyasal enerjidir. Bu motorun ortaya koyduğu yararlı işse, otomobilin tekerleklerini döndüren kinetik enerjidir.

Termodinamik hesaplamalar, içten yanmalı bir motorun maksimum verimliliğinin % 40’tan fazla olamadığını gösterir. Elektrikli motorlar çok daha verimlidir; bazıları sahip oldukları elektrik enerjisinin neredeyse % 90’ını işe dönüştürürler. Yine de, fosil bazlı yakıtla ya da nükleer güç santrallerinde üretilen ısının en çok % 45’i elektrik enerjisine dönüşür.

Cevap Yaz

Email adresiniz yayınlanmamaktadır.