Termodinamik

Enerji ve enerji dönüşümlerini, entropiyi ve burada maddenin fizikî özellikleri arasındaki bağıntıları inceleyen bir ilim. Termodinamik fiziğin bir koludur. Diğer ilimlerde olduğu gibi, termodinamik de esas olarak önce gözleme, deneye dayanır. Sonra elde edilen neticelerden termodinamiğin kânunları formüle edilir. Bu kânunlar, termodinamiğin sıfırıncı, birinci, ikinci ve üçüncü kânunlarıdır. Sıfırıncı kânun ısıl denge ve sıcaklıkla, birinci kânun enerjiyle, ikinci kânun entropiyle ve üçüncü kân

TermodinamikSadi Carnot (1796-1832). Termodinamik biliminin kurucusu olarak kabul edilir.
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
Yunan dili. 3000 yıllık bir geçmişi olan Hint-Avrupa dil ailesine ait bir dildir. Antik Yunanca Klasik Yunan uygarlığının dili olarak kullanılmıştır. Modern Yunanca Antik Yunancadan oldukça farklı olmakla beraber köken olarak ona dayanır. Yunanca, Yunan alfabesi kullanılarak yazılır. Modern Yunanca dünyada, çoğu Yunanistan'da yaşayan yaklaşık 12 milyon kişinin anadilidir.
...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
istatistiksel mekanikten türetilebileceği gösterilmiştir. Enerji ve enerji dönüşümlerini, entropiyi ve burada maddenin fizikî özellikleri arasındaki bağıntıları inceleyen bir ilim. Termodinamik fiziğin bir koludur. Diğer ilimlerde olduğu gibi, termodinamik de esas olarak önce gözleme, deneye dayanır. Sonra elde edilen neticelerden termodinamiğin kânunları formüle edilir. Bu kânunlar, termodinamiğin sıfırıncı, birinci, ikinci ve üçüncü kânunlarıdır. Sıfırıncı kânun ısıl denge ve sıcaklıkla, birinci kânun enerjiyle, ikinci kânun entropiyle ve üçüncü kânun mutlâk entropiyle ilgilidir. Mühendislik problemlerinin çözümünde en çok termodinamiğin birinci kânunu ve ikinci kânunu kullanılır.

Termodinamik her ne kadar sistemlerin madde ve/veya enerji alıp-vermesiyle ilgilense de, bu işlemlerin hızıyla ilgilenmez. Bundan dolayı aslında termodinamik denilirken, denge termodinamiği kastedilir. Bu yüzden termodinmaiğin ana konseptlerinden biri "quasistatik-neredeyse 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-çıkışını bilinse bile bu sisteme uygulanabilirler.

Termodinamik değişkenler

Bu değişkenler genellikle sistemin ya kendisini, ya da çevre koşulları tarif etmek için kullanılır. En çok kullanılanları 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
    İstatistik mekanik, büyük popülasyonları çözümlemekte matematiği kullanan olasılık teorisinin, kuvvete maruz kalan nesnelerin veya parçacıkların hareketiyle ilgilenen mekaniğe (mekanik) uygulamasıdır.
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    istatistiksel mekanik tanımlarıyla anlaşılabilir.

    Termodinamiğin çoğu uygulamasında, bir ya da daha çok değişken sabit tutulurken, bir ya da daha çok değişkenin buna göre nasıl değiştiği incelenir. Matematiksel olarak bu sistemin 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
    İstatistik mekanik, büyük popülasyonları çözümlemekte matematiği kullanan olasılık teorisinin, kuvvete maruz kalan nesnelerin veya parçacıkların hareketiyle ilgilenen mekaniğe (mekanik) uygulamasıdır.
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    ideal gaz yasasıdır:

    :pV=nRT

    Bu denklemde R
    İdeal gaz yasası, sadece teoride olan ideal gazların durumları hakkında denklemler sağlayan bir yasadır. Bir miktar gazın durumu; basınç|basıncı, hacim|hacmi ve sıcaklık|sıcaklığına göre belli olur. Bu denklem aşağıdaki gibidir:


    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.

    'dir. Ayrıca istatistiksel mekanik terimleriyle bu denklem şöyle yazılır:

    :pV=NkT

    Bu denklemde de k Boltzmann sabiti'dir.

    Termodinamik Potansiyeller

    Termodinamik değişkenler vasıtasıyla dört tane termodinamik
    Boltzmann sabiti (k veya kB) enerji ile sıcaklık arasındaki ilişkiyi veren fiziksel bir katsayıdır. Gaz sabitinin Avogadro sayısı'na bölümü ile bulunabilir:


    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.

    potansiyel tanımlanabilir:

    :

  • ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    E: dE=TdS - pdV

    :

  • A: dA = −SdT - pdV

    :

  • Gibbs Serbest Enerjisi G: dG = −SdT + Vdp

    :


  • ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    Entalpi H: dH = TdS + Vdp

    Bu dört potansiyelin differansiyel denklemlerini ve zincirleme türev kuralını kullanarak bu dört potansiyel değişkenler ve birbirleri cinsinden yazılabilir:

    :
  • E=H-PV=A+TS

    :

  • A=E-TS=G-PV

    :

  • G=A+PV=H-TS

    :

  • H=G+TS=E+PV

    Termodinamik Sistemler

    Termodinamik Yasaları

  • Sıfırıncı Yasa: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.

    1930'lara kadar böyle bir yasaya ihtiyaç duyulmadığı halde, diğer kanunlardan bağımsız olduğu anlaşılınca sıfırıncı yasa adı verilerek termodinamik yasalarına eklenmiştir.

  • Birinci Yasa:Enerjinin korunumu yasası olarak da bilinir. Aslında mekaniğin, hatta fiziğin temel prensiplerinden biridir. Şu şekillerde belirtilebilir:

    ::Bir adyabatik işlemde (sistemin dışarıyla ısı alıp vermediği durum) iş değişimi miktarı, işlemin nasıl bir yol izlediğinden bağımsız olarak sadece sistemin ilk ve son durumlarına bağlıdır.

    : ya da

    ::Bir sisteme akan ısı, sistemin iç enerjisindeki artış artı sistemin yaptığı işe eşittir.

    : ya da en bilinen haliyle

    :: Enerji yoktan var, var iken yok edilemez, sadece şekli değiştirilebilir

    Matematiksel olarak bu yasa şöyle gösterilir:

    :Q = \Delta U\ \pm \ W

    burada Q = sisteme giren enerji, ΔU = sistemin iç enerjisindeki değişim, ve ±W = sistemin yaptığı işi gösterir.

  • İkinci Yasa:Birçok alanda uygulanabilen ve güçlü bir yasa yasa olan ikinci yasa şöyle belirtilebilir:

    :: Bir ısı kaynağından ısı çekip buna eşit miktarda iş yapan ve başka hiçbir sonucu olmayan bir döngü elde etmek imkansızdır. (
    Entalpi Alm. Enthalpie, Fr. Enthalpie, İng. Enthalpy. Sabit basınçta meydana gelen birçok işlemde hem enerjiyi hem de işlem esnasındaki maksimum işi göz önüne alan bir termodinamik fonksiyon. Kimyasal reaksiyonların çoğu sabit baskıda yürür. Hacim değiştiğinde dış baskıya karşı bir iş yapılmış olur. Böyle bir reaksiyonda iç enerji değişmesinde bu iş ile serbest hale geçen veya alınan enerji birbirinden ayrı göz önüne alınır. Bu sebeple sabit basınç altın
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    Kelvin-

    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    Planck Bildirisi)

    : ya da

    :: Soğuk bir cisimden sıcak bir cisme ısı akışı dışında bir etkisi olmayan bir işlem elde etmek imkansızdır. (
    (1858 -1947) Ünlü deneysel fizik bilgini Rutherford, 1923'te İngiliz Bilimler Akademisi'nde ortalığı bastıran gür sesiyle, "Fiziğin şahlandığı bir çağda yaşıyoruz!" diyordu. Bu şahlanışın öncülerinden biri Einstein, biri de Planck'tı kuşkusuz. Einstein, görecelik kuramlarıyla klasik mekaniğin temel ilkelerini aşmış; uzay, zaman ve gravitasyon kavramlarına yeni boyutlar kazandırmıştır. Planck ise enerji ve radyasyon üzerindeki çalışmalarıyla kuvantum teorisinin temellerini atmıştı.

    Max Planck,
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    Clausius Bildirisi)

    Termal olarak izole edilmiş büyük bir sistemin entropisi hiçbir zaman azalmaz (bkz:
    Rudolf Julius Emanuel Clausius (d. Rudolf Gottlieb 2 Ocak 1822, ö. 24 Ağustos 1888), termodinamik biliminin başlıca kurucularından kabul edilen Alman fizikçi ve matematikçi. Sadi Carnot'un Carnot çevrimi olarak bilinen ilkesini ısı teorisi olarak yeniden şekillendirmiştir. 1850 yılında yayımlananan en önemli makalesi Mekanik ısı teorisi üzerine Contains English translations of many of his other works., termodinamiğin ikinci yasasındaki temel fikirlere açıklamalar getiriyordu. 1865 yıl
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    Maxwell'in Cini). Lakin mikroskopik bir sistem, yasanın dediğinin tersine entropi dalgalanmaları yaşayabilir (bkz:
    İskoç fizikçi James Clerk Maxwell'in 1867 yılında, Termodinamik|termodinamiğin ikinci yasasını ihlal edecek bir mekanizma(bkz: devridaim makinası) bulmak için yaptığı bir düşünce deneyinin kahramanıdır. Termodinamiğin ikinci yasasına göre entropi hiçbir zaman azalmazken; aynı sıcaklıktaki iki cisim etkileşime sokulursa, arada ısı akışı oluşarak biri diğerini hiçbir zaman ısıtmaz.


    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.

    ). 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.

  • Üçüncü 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)
    0 Kelvin'dir. Santigrat karşılığı yaklaşık -273.15'e denk gelir. Bu sıcaklıkta hiç bir madde hareket edemez. Ölçülebilmiş bir sıcaklık değildir. Pratik olarak uygulanamamıştır.
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    devridaim makinası(ilginç bir şekilde Türkçe'de "Con Ahmet Makinası") denir.

    Bu yasalar 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!" (

    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    Lisa enerjisi zamanla artan bir

    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    devridaim makinası yaptıktan sonra ) —

    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.
    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." —
    Simpsons dizisindeki hiciv üstâdı,ailenin tembel,sorumsuz (tabi yeri geldiğinde sorumlu da olabiliyor) babası.Ayrıca "Duff" bira içip, koltuğuna yayık bir biçimde oturmayı sever.Bira içtikten sonra geğirebilir.Ayrıca garip işler yapan, habire Bart Simpson|Bart'ın boğazını sıkan,beyni ile dialoglarda bulunan bir karakter.Bart'ın aksine Homer'a aptal diyebilmek mümkündür.Yaptıkları ne kadar tutarsız ve aptalça olursa olsun ailesine karşı büyük bir sevgi beslemektedir.Homer'ın çıkardı
    ...Tümünü okumak için linke tıklayınız.


    "Sütü döktüğünüze üzülmeyin, doğanın bütün güçleri size karşıydı."


    Bu sayfa, online kullanıcı topluluğu tarafından oluşturulan ve düzenlenen özgür ansiklopedi projesi Wikipedia'nın Türkçe versiyonu Vikipedi'deki maddesinden faydalanılarak veya ilgili madde birebir kopyalanarak hazırlanmıştır. Bu makale, GNU Özgür Belgeleme Lisansı ilkeleri kapsamında, Vikipedi sitesindeki ilgili madde kaynak gösterilerek özgürce kullanılabilir.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamics Bu yazıda oldukça yararlanılan Wikipedia İngilizce termodinamik başlığı

    Termodinamik Resimleri


    • Tipik bir termodinamik sistem: ısı sıcak kaynatıcıdan soğuk yoğunlaştırıcıya doğru hareket eder ve bu sayede bir iş ortaya çıkar.

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



    Yorumlar - Lütfen konu (Termodinamik) ile ilgili faydalı olabilecek bilgilerinizi yazarak internette Türkçe bilginin gelişmesine katkıda bulunun. Teşekkür vb. yorumlar yayınlanmamaktadır. Hata bildirme ve diger mesajlariniz için bu linki kullaniniz.