"Termodinamik" sayfasının sürümleri arasındaki fark

k
Küçük düzeltmeler yapılıp resim eklendi.
k (Küçük düzeltmeler yapılıp resim eklendi.)
[[Dosya:Triple expansion engine animation.gif|thumb|350px|Basitleştirilmiş üç-genleşme motorlu animasyon. Yüksek basınçlı buhar (kırmızı) kazandan girer ve motordan geçerek kondansatöre düşük basınçlı buhar (mavi) olarak varır.]]
'''Termodinamik'''; [[ısı]], [[iş (fizik)|iş]], [[sıcaklık]] ve [[enerji]] arasındaki ilişki ile ilgilenen [[bilim]] dalıdalıdır.<ref>{{Web kaynağı | url name="Britannica">[ http://www.britannica.com/EBchecked/topic/591572/thermodynamics "thermodynamics."]| başlık = Thermodynamics | dil = İngilizce | biçim = HTML | yayıncı = Britannica.com. Erişim:| 5erişimtarihi Mart= 2015.-03-05}}</ref> Basit bir ifadeyle termodinamik, enerjinin bir yerden başka bir yere ve bir biçimden başka bir biçime transferi ile ilgilenir.<ref name="Britannica"/> Bu süreçteki anahtar kavram, ısının, belirli bir mekanik işe denk gelen bir enerji biçimi olmasıdır.<ref name="Britannica"/>
 
Termodinamik kavramı [[Yunanca]] ''{{lang|el|thermos}}'' (ısı) ve ''{{lang|el|dynamic}}'' (enerji) sözcüklerindenkelimelerinden türetilmiştir. Bazı Türkçe kaynaklarda ''ısıl devingi'' olarak da geçer. [[Enerji]], [[ısı]], [[iş]], [[entropi]] ve [[ekserji]] gibi fiziksel kavramlarla ilgilenir. Termodinamik yasalarının [[istatistiksel mekanik]]ten türetilebileceği gösterilmiştir.{{olgu}}
 
[[Dosya:Sadi Carnot.jpeg|200px|thumb|right|[[Sadi Carnot]] ([[1796]]-[[1832]]), termodinamik biliminin kurucusu olarak kabul edilir.]]
İki sistem birbirleri ile etkileşim halinde oldukları halde, durumları değişmeden kalıyorsa bu iki sistem birbirleri ile dengededir denilir. Eğer iki sistem etkileşime açık oldukları halde, aralarında mekanik etkileşimle olan enerji transferi (iş) dışında net enerji transferi (ısı geçişi) yoksa, bu iki sistem birbirleri ile ısıl dengededirler. Sıfırıncı yasa şöyle der:
 
{{Quote|Eğer A ve B sistemleri birbirleri ile ısıl dengede ise, A sistemi ile ısıl dengede olan bir C sistemi B sistemi ile de ısıl denge durumundadır.}}
 
Bu denge durumu, sıcaklık olarak tanımlanır. Yani her sıcaklık derecesi, farklı bir denge durumunu temsil eder. Bu durum:
 
=== Birinci kanun ===
[[Dosya:Triple expansion engine animation.gif|thumb|350px|Tipik bir termodinamik sistem: ısı sıcak kaynatıcıdan soğuk yoğunlaştırıcıya doğru hareket eder ve bu sayede bir iş ortaya çıkar.]]
 
Termodinamiğin birinci yasası "[[enerjinin korunumu]]" olarak da bilinir. Bu yasaya göre:
 
 
göstermektedir. Çevrim de şu şekilde gösterilmiştir:
 
[[Dosya:Örnek hal değişimi.JPG]]
 
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:
 
* '''<sub>1A</sub>∫<sup>2</sup>.δ.Q + <sub>2C</sub>∫<sup>1</sup>.δ.Q = <sub>1A</sub>∫<sup>2</sup>.δ.W + <sub>2C</sub>∫<sup>1</sup>.δ.W''' ( 1A2C1 Çevrimi çevrimi) (a denklemi)
 
* '''<sub>1B</sub>∫<sup>2</sup>.δ.Q + <sub>2C</sub>∫<sup>1</sup>.δ.Q = <sub>1B</sub>∫<sup>2</sup>.δ.W + <sub>2C</sub>∫<sup>1</sup>.δ.W''' ( 1B2C1 Çevrimi çevrimi) (b denklemi)
 
1A2C1 ve 1B2C1 çevrimleri birbirlerine eşittir. Termodinamiğin 1. kanunu uygulandığında a ve b denklemleri ortaya çıkar b denklemi a denkleminden çıkarırsak c denkleminidenklemi buluruzbulunur.
 
* '''<sub>1A</sub>∫<sup>2</sup> ( δ.QδQ - δ.W δW) = <sub>1B</sub>∫<sup>2</sup>( δ.QδQ - δ.W δW) ''' (c denklemi)
 
1A2 ve 1B2 aynı haller arasında herhangi iki hal değişimi olduğundan δQ – δW ifadesinin 1-2 noktası arasındaki bütün hal değişimleri için bağımsız olduğu söylenebilir. Bunların farkı nokta fonksiyonudur ve tam diferansiyeldir. Bu sisteme has bir özellik olup sistemin enerjisidir ve E ile gösterilir (E=δQ-δW) sonsuz küçük hal değişimi için bu formülün integrali alınırsa;
Soğuk bir cisimden sıcak bir cisme ısı akışı dışında bir etkisi olmayan bir işlem elde etmek imkânsızdır. ([[Rudolf Clausius|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 evrendekiEvren'deki 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").
 
* Düzensizlik ya değişmez ya da artar. Örnek olarak [[difüzyon]] verilebilir. Ayrı duran maddeler bir arada olandan daha düzenlidir ve kendiliğinden karışmış sıcak ve soğuk sudan oluşmuş ılık suyun, bir daha sıcak ve soğuk diye ayrılması imkânsızdır.
* Eskime, yaşlanma, yıllanma gibi eylemlerin nedenidir.
* En düzensiz enerji ısıdır ve bir gün gelecek bütün enerji ısı olacaktır ve bu da evreninEvren'in sonu demektir.
* İleri sürülecek teoriler termodinamiğin 2. kanunuyla çelişmemelidir.
* Entropi iş yapma yeteneği olmayan enerji olarak da tanımlanır. İki cam balona farklı sıcaklıklarda gaz, cam balonlar arasına da bir pervane konacak olursa ilk başta pervanenin döndüğünü görülecektir. Fakat sonra entropi arttığı için pervanenin dönmesi duracaktır.
* Spor yapmak için bir parkta 100 metrelik bir koşu yapıldığını, 100 metrenin sonunda yorulup koşamayacak hale gelindiğini ve bir yere oturulduğu düşünülecek olursa koşarken harcanmış olan ve bir daha kazanılamayacak olan enerjiye [[entropi]] denir.
* Sistemin düzensizliği arttıkça artan herhangi bir fonksiyon rahatça entropi fonsiyonu olabilir. Örneğin bir bardak suyumuz olduğunu ve bunun içine bir damla mürekkep damlatıp gözlediğimizi düşünelim ve içeride neler olduğunu hayal etmeye çalışalım. Mürekkep molekülleri başlangıçta kısa bir süre bir arada bekleştikten sonra su içine dağılmaya başlayacaklardır. Çünkü kendilerine çarpan su molekülleri tarafından değişik yönlere itileceklerdir (su ve mürekkep maddelerinin kimyasal bağlarının birbirlerini itmeye elverişli olmalarından dolayı). Şimdi de olağanüstü bir bilgisayarın, sistemin bütün mümkün durumlarını sayabildiğini düşünelim. Sistemin bir durumu denildiğinde anlamamız gereken şey bir molekülün belirli bir koordinata ve belirli bir hıza; bir başka molekülun bir başka belirli koordinata ve hıza sahip olduğu konfigürasyondur. Bardaktaki mürekkep örneğinde bu tür durumların sayısının çok fazla olduğu açıktır. ZiraZîrâ bunların çok büyük bir kısmı mürekkebin moleküllerinin bardak içinde oraya buraya rastgele dağıldığı, düzensiz, yani yüksek entropili durumlara karşılık gelirler. Bizim algıladığımız düzeyde bunların hepsi homojen durumlardır. Çünkü karışıma baktığımızda o molekülün burada, bir başkasının şurada olmasına aldırmadan, mürekkebin homojen olarak dağıldığını söyleyebiliriz. Yani olağanüstü sayıda farklı mikroskopik durum tek bir makroskobik duruma, yani homojen duruma karşılık gelir.
* Aslında sistemler bozulmamakta, enerji değişimi bazında en kararlı hali almaya çalışmaktadırlar. Hayatın anlamı da budur, yaşam entropi yollarından biridir, şekerin çaya çok daha çabuk karışmasını sağlayan kaşık işlevindedir.
* Kapalı bir sistemde entropi her zaman artar. Kapalı sistem kısmı çok önemlidir. Sisteme enerji vermek suretiyle entropisi azaltılabilir. Dünya, kapalı bir sistem değildir. GüneştenGüneş'ten sürekli olarak enerji akmaktadır dünyaya, ve düzeni bu sağlar.
* "Parçacık sayısı sonsuza giderken olması en muhtemel olan şey olur": Havaya bir miktar bozuk para atılsa hepsinin tura gelme ihtimali yalnızca birdir. Biri dışında hepsinin tura gelme ihtimali daha çoktur. Yarısının yazı, yarısının tura gelme ihtimali daha da çoktur.İşte bu sonuncusu maksimum entropiye sahip olan sistemdir. Sonuç olarak entropinin artması, sistemin muhtemel olmayan durumdan daha çok muhtemel olan duruma doğru gitmesi demektir. İçinde bulunulan odadaki moleküllerin hepsinin odanın sağ köşesindeki bir noktaya toplanması mümkünse de bu koşulu sağlayan yalnızca bir konfigürasyon vardır. Oysa atomların odanın her yerine eşit dağıldığı daha çok konfigürasyon vardır.
 
Bu durum, istatistiksel bir bakış açısıyla, bir sistemdeki düzenin veya rastgeleliğin seviyesini belirleyen mutlak bir entropi ölçeği oluşturulmasına imkan verir.<ref name="Britannica"/>
 
Bu yasa neden bir maddeyi [[mutlak sıfır]]a kadar soğutmanın imkânsız olduğunu izah eder;{{olgu}} zirazîrâ sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça hareketlilik miktarı da 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 halahâlâ mevcut olmasıdır. Ayrıca üçüncü yasa sayesinde maddelerin mutlak sıfırdaki entropileri referans alınmak üzere kimyasal tepkimelerin incelenmesinde çok yararlı olan mutlak entropi tanımlanabilir.
 
== Alıntılar ==
"Bu evde biz termodinamik kurallarına uyarız!" ([[Lisa Simpson|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]]
 
"Dökülen sütün arkasından ağlamayın, evreninEvren'in bütün kuvvetleri sütü dökmeyi aklına koymuştu bir kez." - [[William Somerset Maugham]]
 
{{commons|Thermodynamics}}
 
== KaynakçaKaynaklar ==
{{Kaynakça}}
 
9.865

değişiklik