Fiziğin Alanları

Termodinamik

, (Yunancada: thermos:ısı ve dynamic:enerji) Bazı Türkçe kaynaklarda ısıl devingi olarak da geçer Enerji, ısı, iş, entropi ve ekserji gibi fiziksel kavramlarla ilgilenen bilim dalı Termodinamik yasalarının istatistiksel mekanikten türetilebileceği gösterilmiştir



Sadi Carnot (1796-1832) Termodinamik biliminin kurucusu olarak kabul edilir

Termodinamik 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

Termodinamik değişkenler

Bu değişkenler genellikle sistemin ya kendisini, ya da çevre koşulları tarif etmek için kullanılır En çok kullanılanlar ve simgeleri şunlardır:

Mekanik değişkenler:

Basınç: P
Hacim: V

İstatistiksel değişkenler:

Sıcaklık: T
Entropi (düzensizlik): S

Mekanik değişkenler, temel klasik veya parçacık fiziği tanımlarıyla tarif edilebilirken, istatistiksel değişkenler sadece istatistiksel mekanik tanımlarıyla anlaşılabilir

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

devamı aşağıda