Termodinamik ve çağdaş fizik

Termodinamiğin tarih içinde gelişmesinin incelenmesi önem taşır Bu inceleme bize, sözgelimi, günümüzde sık yararlanılan kavramların yerleşmesi için geçen süreyi anlamamızı sağlar; ayrıca termodinamiğin çağdaş fizik içindeki yerini ve fizikte termodinamik bakış açısının ne olduğunu anlamak için de önemlidir

Maddenin yapısı oldukça iyi tanınmaktadır ve bunun çeşitli bileşenlerinin etkileşimi, yavaş yavaş açıklığa kavuşturulmuştur Bununla birlikte, günlük uygulama çok sayıda temel bileşenden oluşan nesnelerin kullanımını ve incelenmesini gerektirir ve bu bileşenlerin eksiksiz bir tanımım gerçekleştirmekle uğraşmamak gerekir Sözgelimi, bir sandalyeyi oluşturan bütün taneciklerin koordinatlarım kaydetmek olanaksızdır İlk bakışta böyle karmaşık bir sistemin özellikleri içinden çıkılmaz gibi görünebilir; oysa durum hiç de öyle değildir ve makroskopik nesnelerle ilgili yasaların ortaya konduğu bilinmektedir: Sandalye, içinde taneciklerin kaynaştığı bir magmaya benzemez Çok büyük bir sayıda taneciğin var olması, kuşkusuz nitelikleri farklı temel çalkantılara (bunlar, mikroskopik olarak adlandırılırlar) bağlı toplam olaylara (makroskopik denir) yol açar; böylece ortaya konan yasalar yalnız çok büyük sayıda temel tanecikten oluşan bütünlere uygulanabilen istatistiksel yasalardır

Isıl (termik) olaylar bu makroskopik olaylardandır: taneciklerin yer değiştirmelerine bağlı mikroskopik yapıları öbür fiziksel olaylardan gerçek anlamda farklı olmamakla birlikte, mak-roskopik yapıları nitelik olarak farklıdır: Isı ve hareket kavramları birbirinden bütünüyle farklı kavramlar olarak ortaya çıkarlar Dolayısıyla, termodinamik, mikroskopik alandaki uygulama ve yayılmaları ne olursa olsun makroskopik fiziğin dalıdır Amacı, ısıl olayları göz önünde bulundurarak fiziksel bir sistemin makroskopik parametrelerinin evrimini tatmin etmek ve bu parametreleri birbirine bağlayan yasalar oluşturmaktır Bu sonuçları elde etmek için termodinamik, sistemlerin evrimiyle ilgili genel postulatlardan yola çıkarak makroskopik bir bakış açısı ya da mikroekopik parametrelerin dağılımına bağlı olan istatistiksel yasalardan yola çıkarak mikroskopik bir bakış açısı edinebilir İlki klasik termodinamiğin, ikincisiyse istatistiksel termodinamiğin bakış açısıdır
--------


A brief history of thermodynamics begins with Otto von Guericke who in 1650 built and designed the world's first vacuum pump and created the world's first ever vacuum (known as the Magdeburg hemispheres) He was driven to make a vacuum in order to disprove Aristotle's long-held supposition that 'nature abhors a vacuum' Shortly thereafter, Irish physicist and chemist Robert Boyle had learned of Guericke's designs and in 1656, in coordination with English scientist Robert Hooke, built an air pump Using this pump, Boyle and Hooke noticed a correlation between pressure, temperature, and volume In time, Boyle's Law was formulated, which states that pressure and volume are inversely proportional Then, in 1679, based on these concepts, an associate of Boyle's named Denis Papin built a bone digester, which was a closed vessel with a tightly fitting lid that confined steam until a high pressure was generated

Later designs implemented a steam release valve that kept the machine from exploding By watching the valve rhythmically move up and down, Papin conceived of the idea of a piston and a cylinder engine He did not, however, follow through with his design Nevertheless, in 1697, based on Papin's designs, engineer Thomas Savery built the first engine Although these early engines were crude and inefficient, they attracted the attention of the leading scientists of the time One such scientist was Sadi Carnot, the "father of thermodynamics", who in 1824 published Reflections on the Motive Power of Fire, a discourse on heat, power, and engine efficiency The paper outlined the basic energetic relations between the Carnot engine, the Carnot cycle, and Motive power This marks the start of thermodynamics as a modern science
The term thermodynamics was coined by James Joule in 1858 to designate the science of relations between heat and power By 1849, "thermo-dynamics", as a functional term, was used in William Thomson's paper An Account of Carnot's Theory of the Motive Power of Heat The first thermodynamic textbook was written in 1859 by William Rankine, originally trained as a physicist and a civil and mechanical engineering professor at the University of Glasgow __________________

__________________