Termodinamik Nedir |
10-31-2009 | #1 |
Şengül Şirin
|
Termodinamik NedirTermodinamik
Termodinamik, (Yunancada: thermos:ısı ve dynamic:değişim) Bazı Türkçe kaynaklarda ısıl devingi olarak da geçer Enerji, ısı, iş ve entropi gibi fiziksel kavramlarla ilgilenen bilim dalı Termodinamik yasalarının istatistiksel mekanikten türetilebileceği gösterilmiştir Sadi Carnot (1837-1894) Termodinamik biliminin kurucusu olarak kabul edilirTermodinamik her ne kadar sistemlerin madde ve/veya enerji alış-verişiyle ilgilense de, bu işlemlerin hızıyla ilgilenmez Bundan dolayı aslında termodinamik denilirken, denge termodinamiği kastedilir Bu yüzden termodinamiğin ana kavramlarından biri "quasi-statik" (yarı-durağan) adı verilen, idealize edilmiş "sonsuz yavaşlıkta" olaylardır Zamana bağlı termodinamik olaylarla, denge halinde olmayan termodinamik ilgilenir Termodinamik yasaları çok genel bir geçerliliğe sahiptirler ve karşılıklı etkileşimlerin ayrıntılarına veya incelenen sistemin özelliklerine bağlı olarak değişmezler Yani bir sistemin sadece madde veya enerji giriş-çıkışı bilinse dahi bu sisteme uygulanabilirler
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|
Cevap : Termodinamik Nedir |
10-31-2009 | #2 |
Şengül Şirin
|
Cevap : Termodinamik NedirTermodinamik değişkenler Bu değişkenler genellikle sistemin ya kendisini, ya da çevre koşulları tarif etmek için kullanılır En çok kullanılanlar ve simgeleri şunlardır: Mekanik değişkenler:
Termodinamiğin çoğu uygulamasında, bir ya da daha çok değişken sabit tutulurken, diğer değişkenlerin bunlara göre nasıl değiştiği incelenir ve bu da sistemin matematiksel olarak (n sabit tutulmayan değişkenlerin sayısı olmak üzere) n boyutlu bir uzay olarak tarif edilebileceği anlamına gelir İstatistiksel mekaniği fizik yasalarıyla birleştirerek, bu değişkenleri birbirleri cinsinden ifade edecek "durum denklemleri" yazılabilir Bunların en basit ve en önemli olanlarından biri ise ideal gaz yasasıdır Bu denklemde R evrensel gaz sabiti'dir Ayrıca istatistiksel mekanik terimleriyle bu denklem şöyle yazılır: Bu denklemde de k Boltzmann sabiti'dir Termodinamik potansiyeller Termodinamik değişkenler vasıtasıyla dört tane termodinamik potansiyel tanımlanabilir: Sistemin İç Enerjisi Helmholtz Serbest Enerjisi Gibbs Serbest Enerjisi Entalpi
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|
Cevap : Termodinamik Nedir |
10-31-2009 | #3 |
Şengül Şirin
|
Cevap : Termodinamik NedirEntalpi,özel bir fonksiyondurBasınç sabit olduğu zaman bize ısıyı verir Bu dört potansiyelin diferansiyel denklemlerini ve zincirleme türev kuralını kullanarak bu dört potansiyel, değişkenler ve birbirleri cinsinden yazılabilir:
Termodinamik yasaları Sıfırıncı Yasa Termodinamiğin en basit yasasıdır Eğer iki sistem birbirleriyle etkileşim içerisindeyken aralarında ısı veya madde alışverişi olmuyorsa bu sistemler termodinamik dengededirler Sıfırıncı yasa şöyle der: Eğer A ve B sistemleri termodinamik dengedeyseler, ve B ve C sistemleri de termodinamik denge içerisindeyseler, A ve C sistemleri de termodinamik denge içerisindedirler Daha basit bir ifadeyle farklı sıcaklıklarda iki cisim ısıl bakımdan temas ederse sıcak olan cisim soğur, soğuk olan cisim ısınır İşin temelinde, iki farklı sıcaklığa sahip iki cisim arasında gerçekleşen ısı akışının sıcak cisimden soğuk cisme gerçekleştiği gerçeği yatar, bazı soğuk cisimlerin sıcak, ya da bazı sıcak cisimlerin soğuk algılanması mümkündür –30 derece soğuk olarak düşünülebilirse de –50 dereceye göre daha sıcaktır Isı akışının soğuktan sıcağa doğru olmayışının temeli şudur: sıcaklık, malzeme atomlarının, daha doğrusu elektronlarının kinetik enerjisine etki eden bir faktördür Elektronlar her zaman temel enerji seviyesinde olacak şekilde davranış gösterirler Fazla kinetik enerjilerini aktarmak ve temel enerji seviyesine dönmek isterler Sıcaklık, malzeme içinde atomların titreşmesi ile iletilir Bu nedenledir ki, ısı akışı sıcak cisimden soğuk cisime doğru gerçekleşir 1931 yılında Ralph H Fowler tarafından tanımlanan bu yasa, temel bir fizik ilkesi olarak karşımıza çıktığından, doğal olarak 1 ve 2 yasalardan önce gelmek zorunluluğu doğmuş ve sıfırıncı yasa adını almıştır
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|
Cevap : Termodinamik Nedir |
10-31-2009 | #4 |
Şengül Şirin
|
Cevap : Termodinamik NedirBirinci Yasa Tipik bir termodinamik sistem: ısı sıcak kaynatıcıdan soğuk yoğunlaştırıcıya doğru hareket eder ve bu sayede bir iş ortaya çıkar Bir sistemin iç enerjisindeki artış: sisteme verilen ısı ile, sistemin çevresine uyguladığı iş arasındaki farktır U2 – U1 = Q – W Bu yasa "enerjinin korunumu" olarak da bilinir Enerji yoktan var edilemez ve yok edilemez sadece bir şekilden diğerine dönüşür Bir sistemin herhangi bir çevrimi için çevrim sırasında ısı alışverişi ile iş alışverişi aynı birim sisteminde birbirlerine eşit farklı birim sistemlerinde ise birbirlerine orantılı olmak zorundadır Bu ifadelerin yapılan deneylerle doğruluğu gözlenmiştir fakat ispat edilememektedir Bütün bu ifadeler matematiksel olarak çok daha kolay ifade edilebilir Aşağıdaki formüllerde
Şimdi bu şekilde sistemin herhangi iki hali görünüyor yani 1 ve 2 nolu noktalar Hal değişimleri ise A , B , C çizgileriyle sağlansın Ok yönleri de hal değişimlerinin olacağı yönler Şimdi hal değişimleri 1A2 ve 1B2 ise 2C1 ilk hale dönülen durumdur Şimdi çevrimleri kurguluyalım elimizde 1A2C1 ve 1B2C1 çevrimleri var:
Q1-2 – W1-2 = E2 – E1 formülü çıkar Termodinamikte enerji, maddenin yapısına bağlı iç enerji ve koordinat eksenlerine bağlı olan kinetik enerji (EK) ve potansiyel enerji (EP) olarak ayrılabilir; E = U + EK + EP Sistemin herhangi bir hal değişimindeki enerjisi de; Q1-2 – W1-2 = E2 – E1 = (U2 – U1) + (1/2) m (V22 – V12) + m g (z2 – z1)
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|
Cevap : Termodinamik Nedir |
10-31-2009 | #5 |
Şengül Şirin
|
Cevap : Termodinamik Nedir
Birçok alanda uygulanabilen ikinci yasa şöyle tanımlanabilir: Bir ısı kaynağından ısı çekip buna eşit miktarda iş yapan ve başka hiçbir sonucu olmayan bir döngü elde etmek imkansızdır (Kelvin-Planck Bildirisi) ya da Soğuk bir cisimden sıcak bir cisme ısı akışı dışında bir etkisi olmayan bir işlem elde etmek imkansızdır (Clausius Bildirisi) Termal olarak izole edilmiş büyük bir sistemin entropisi hiçbir zaman azalmaz (bkz: Maxwell'in Cini) Ancak mikroskopik bir sistem, yasanın dediğinin tersine entropi dalgalanmaları yaşayabilir (bkz: Dalgalanma Teoremi) Aslında, dalgalanma teoreminin zamana göre tersinebilir dinamik ve nedensellik ilkesinden çıkan matematiksel kanıtı ikinci yasanın bir kanıtını oluşturur Mantıksal bakımdan ikinci yasa bu şekilde aslında fiziğin bir yasasından ziyade göreli olarak büyük sistemler ve uzun zamanlar için geçerli bir teoremi haline gelir Ludwig Boltzmann tarafından tanımlanmıştır Sisteme dışardan enerji verilmediği sürece düzenin düzensizliğe düzensizliğin de kaosa dönüşeceğini anlatır Kırık bir bardağın durup dururken veya kırarken harcanan enerjiden daha azı kullanılarak eski haline döndürülemeyeceği örneği verilir klasik olarak Yine aynı şekilde devrilen bir kitabı düzeltmek için devirirken harcanan enerjiden fazlasını kullanmak gerekir, potansiyel enerjinin bir kısmı ısıya dönüşmüştür ve geri getirilemez Aynı zamanda evrendeki düzensizlik eğilimini de anlatır Düzensizlik eğilimini anlatırken entropi kelimesini kullanır Yunanca, en = ingilizcedeki 'in' gibidir, önüne geldiği kelimeye -de, -da eki verir ve tropos = yol kelimesinin çoğulu olan 'tropoi' (tropi diye telaffuz edilir) kelimesinden Yani; "yolda")
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|
Cevap : Termodinamik Nedir |
10-31-2009 | #6 |
Şengül Şirin
|
Cevap : Termodinamik NedirÜçüncü Yasa Bu yasa neden bir maddeyi mutlak sıfıra kadar soğutmanın imkansız olduğunu belirtir: Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça bütün hareketler sıfıra yaklaşır Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça, bir sistemin entropisi bir sabite yaklaşır Bu sayının sıfır değil de bir sabit olmasının sebebi, bütün hareketler durmasına ve buna bağlı olan belirsizliklerin yok olmasına rağmen kristal olmayan maddelerin moleküler dizilimlerinin farklı olmasından kaynaklanan bir belirsizliğin hala mevcut olmasıdır Ayrıca üçüncü yasa sayesinde maddelerin mutlak sıfırdaki entropileri referans alınmak üzere kimyasal tepkimelerin incelenmesinde çok yararlı olan mutlak entropi tanımlanabilir Bu yasalardan birini ihlal eden makinalara o yasanın numarası türünden (örneğin, yoktan enerji yaratıyorsa birinci türden) devridaim makinası (ilginç bir şekilde Türkçe'de "Con Ahmet Makinası") denir Bu yasaların çeşitli komik çeşitlemeleri de vardır: Ginsberg'in teoremi: (1) kazanamazsınız, (2) berabere kalamazsınız, ve (3) oyundan çıkamazsınız Ya da: (1) çalışmadan bir şey elde edemezsiniz, (2) çalışarak en fazla elde edebileceğiniz şey ancak karsız zararsız olmaktır, ve (3) bunu da ancak mutlak sıfırda elde edebilirsiniz Ya da, (1) oyunu ne kazanabilirsiniz ne de oyundan çıkabilirsiniz, (2) çok soğuk olmadığı sürece oyunu berabere bitiremezsiniz, (3) hava o kadar soğumaz Alıntılar "Bu evde biz termodinamik kurallarına uyarız!" (Lisa enerjisi zamanla artan bir devridaim makinası yaptıktan sonra ) – Homer Simpson "Termodinamik komik bir konudur İlk defa öğrendiğinizde, ne olduğunu anlamazsınız bile İkinci defa üzerinden geçtiğinizde, bir-iki nokta hariç anladığınızı düşünürsünüz Üçüncü defa baktığınızda ise, anlamadığınızı bilirsiniz, ama o zamana kadar konuya alıştığınız için bu sizi o kadar rahatsız etmez" – Arnold Sommerfeld "Sütü döktüğünüze üzülmeyin, doğanın bütün güçleri size karşıydı"
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|
|