Termodinamik, \u0131s\u0131 hareketlerini, sistemlerin i\u00e7 enerjileri ve isi ile is arasindaki iliskileri inceler. Termodinamik isi ve sicaklik kavramlaritla ilgilenir.Termodinamik maddenin hacimsel \u00f6zelliklerini ve bu \u00f6zelliklerle, atom ve molek\u00fcllerin mekanigi arasindaki iliskileri a\u00e7iklamada \u00e7ok basarilidir.<\/p>\n
Termodinamik, tarihsel olarak maddenin atom teorisindeki gelismeye paralel bir gelisme g\u00f6stermistir.1820\u2019lerde yapilan kimyasal deneylerle, atomlarin varligi hakkinda somut deliller ortaya konulmustur.O zamanda bilim adamlari, maddenin yapisi ile isi ve sicaklik teorileri arasinda bir baginti olmasi gerektigini kabul ediyorlardi.1827 yilinda Botanik\u00e7i Robert Brown bir sivi i\u00e7indeki polen taneciklerinin bir yerden bir yere, sabit uyarici altindaymis gibi d\u00fczensiz olarak hareket ettigini tespit etmistir.1905 yilinda Albert Einstein, bu d\u00fczensiz hareketlerin nedenlerini termodinamik prensipleri kullanarak a\u00e7iklayan bir teori gelistirmistir.Bugin bu hareketler, Brown hareketleri olarak adlandirilmaktadir.Einstein bu olayi, polen taneciklerine, sivi i\u00e7inde d\u00fczensiz hareket eden \u201cg\u00f6r\u00fclmeyen\u201d molek\u00fcllerin \u00e7arpmalari sonucunda s\u00fcrekli d\u00fczensiz hareketler yaptiklari seklinde a\u00e7iklamistir.Bu \u00f6nemli deney ve Einstein\u2019in g\u00f6r\u00fcs\u00fc, bilim adamlarina,molek\u00fcllerin hareketlerinin kesfi hakkinda \u00e7ok \u00f6nemli bilgiler vermistir.B\u00f6ylece bilim adamlari maddenin atomik bilesenleri kavramiyla tanismislardir.<\/p>\n
Termodinamik daha pratik problemlerlede ilgilenir.Bir buzdolabinin i\u00e7indekileri nasil saguttugunu,santrallerde veya otomobilinizin motorunda hangi tip d\u00f6n\u00fcs\u00fcm sistemlerinin oldugunu veya y\u00fcksek bir yerden d\u00fcsen ve daha sonra duran bir cismin kinetik enerjisinin ne oldugunu hi\u00e7 d\u00fcs\u00fcnd\u00fcn\u00fcz m\u00fc?Termodinamik kanunlari ,isi ve sicaklik kavramlariyla bu t\u00fcr sorulara cevap verir.Genel olarak termodinamik, maddenin durumlari kati,sivi,gaz ve bunlarin birbirlerine d\u00f6n\u00fcs\u00fcmleriyle ilgilidir.<\/p>\n
Simdi termodinamigin \u00fc\u00e7 yasasini inceleyelim:<\/p>\n
A) Sifirinci Kanun <\/p>\n
Sifirina kanun sicaklik ve termal dengeyle ilgili bir kanundur. Burada sunu belirtelim, isi ve sicaklik ayni seyler degildirler. Isi; sicaklik farkindan dolayi bir cisimden digerine akan enerji iken, sicaklik; bir cisimde bulunan enerjinin bir \u00f6l\u00e7\u00fcs\u00fcd\u00fcr. Termal dengeyi ise. isi alisverisinde bulunabilecek bir durumda bulunan (Termal temas) iki veya daha fazla cismin sicaktan soguga dogru olan enerji akisinin kesilmesiyle kurulan bir denge hali olarak tarif edebiliriz. <\/p>\n
Bu a\u00e7iklamalara g\u00f6re sifirina kanun, “Birbirleriyle termal temasta bulunan varliklarin olusturdugu bir sistem, yeterli zaman sonunda termal dengeye ulasir ve sistem i\u00e7indeki b\u00fct\u00fcn varliklar ayni sicakliga sahip olurlar” seklinde ifade edilebilir. <\/p>\n
Termometreler bu kanuna g\u00f6re \u00e7alismaktadir. Termometreler bulunduklari sistemin bir par\u00e7asi olduklarindan sistemle termal denge i\u00e7indedir. Yani sistemin sicakligina sahiptir. Bundan sonra sisteme verilen veya \u00e7ekilen isidan termometre direkt olarak etkilenir ve ortamin yeni sicakligini g\u00f6sterir. <\/p>\n
B) Birinci Kanun <\/p>\n
Termodinamigin birinci kanunu enerjinin korunumu kanunudur. Bu kanuna g\u00f6re enerji yoktan var, vardan da yok edilemez, ancak sekil degistirebilir. Bizde bundan faydalanarak (enerji d\u00f6n\u00fcs\u00fcmleri) isiniyor, hareket ediyor ve cisimleri hareket ettiriyoruz. Buhar makineleri, diger isi \u00fcretim makineleri ve yakitli motorlar hepsi bu kanunun \u00f6ng\u00f6rd\u00fcg\u00fc sekilde enerjinin ise d\u00f6n\u00fcst\u00fcr\u00fclmesinden faydalanarak \u00e7alismaktadir. <\/p>\n
Bu kanun belki de fizik kanunlarinin en saglam olanidir. Ayrica bu kanuna g\u00f6re. yasam kaynagimiz olan g\u00fcnes de mevcut enerjisini bir g\u00fcn t\u00fcketecek ve insan yasami ile birlikte kendiliginden s\u00f6necektir. Bilim adamlarinin yaptiklari hesaplamalara g\u00f6re g\u00fcnes yaklasik 4,6 milyar yil yasindadir, ancak 5 milyar yillik enerjisi kalmistir. Bes milyar yil \u00e7ok uzun bir zamandir, ama hi\u00e7 bir zaman sonsuz anlamina gelmez. <\/p>\n
C) Ikinci Kanun <\/p>\n
19. y\u00fczyil, ataga kalkan bilim sayesinde sanayi devrimine sahne oldu. Bu devrimin hi\u00e7 kuskusuz bas akt\u00f6r\u00fc makinalardi. Makinalar da daha m\u00fckemmele ulasma istegi ile yapilan \u00e7alismalar sirasinda bilim adamlarinin \u00d6n\u00fcnde bazi sorular belirdi. Hangi t\u00fcr bir makina en \u00e7ok verimle \u00e7alisir? Kayiplar sifirlanabilir mi? Kayiplarin kaynagi nedir? v.b. Bu sorularin cevaplan hi\u00e7 de beklenildigi gibi olmadi. \u00c7\u00fcnk\u00fc yanitlar insanogluna hi\u00e7 bitmezmis gibi g\u00f6r\u00fcnen enerji rezervlerinin hesapsizca kullanilamayacagini g\u00f6sterecektir. <\/p>\n
Yapilan arastirmalar neticesinde y\u00fczde y\u00fczl\u00fck verimle \u00e7alisan makinalar d\u00fcs\u00fcncesi tarih oldu. \u00c7\u00fcnk\u00fc ne t\u00fcrl\u00fc bir makina yapilirsa yapilsin makinaya verilen enerji ile makinadan baska bir sekle d\u00f6n\u00fcst\u00fcr\u00fclm\u00fcs olarak elde edilen enerji arasinda sifirlanamaz bir kayip mevcuttur. Ne yaparsak yapalim verilen enerjinin bir kismi makina i\u00e7i s\u00fcrt\u00fcnmeler vasitasiyla isiya d\u00f6n\u00fcsmektedir. Kaybolan isi ise hi\u00e7 bir zaman enerji olarak tekrar elde edilemez. Bu olay enerji kaybi dolayisiyla birinci kanunun ihlali seklinde anlasilmasin. Kayiplardan kasit, vardan yok olma seklinde olmayip, enerjinin isi sekline d\u00f6n\u00fcs\u00fcp kullanilabilir olmaktan \u00e7ikmasi, sistemin (makina. ortam, ara\u00e7 vb.) yapisina katilmasidir. <\/p>\n
Kisaca ikinci kanun; bir s\u00fcre\u00e7 i\u00e7inde gerekli toplam enerji sabit kaldigi halde, s\u00fcrt\u00fcnme ve benzeri temaslar y\u00fcz\u00fcnden kullanilabilir enerji azalmaktadir ve bunun sonucu olarak y\u00fczde y\u00fczl\u00fck verimle \u00e7alisan bir makina yapilamaz. <\/p>\n
Termodinamigin ikinci kanunu, fizige geri d\u00f6nd\u00fcr\u00fclemez (tersinmez) olaylar d\u00fcs\u00fcncesini getirdi. Bu kanuna g\u00f6re fiziksel hadiselerde geri d\u00f6nd\u00fcr\u00fclemez belirli bir egilim vardir. \u00d6rnegin, bir bardak sicak \u00e7ay etrafina isi vererek sogur ve hi\u00e7 bir zaman \u00e7ayimiz verdigi isiya kendiliginden toplayip eski haline gelmez. Yukaridan serbest birakilan bir top yerden sekip birakildigi y\u00fckseklige kadar \u00e7ikmayi basaramaz. Bir pervaneyi ne kadar hizli \u00e7evirirsek \u00e7evirelim, \u00e7evirme islemini biraktiktan bir m\u00fcddet sonra durur ve hi\u00e7 bir zaman da s\u00fcrt\u00fcrmeye harcadigi enerjisini toparlayip tekrar d\u00f6nmeye baslamaz. Bir odaya siktigimiz parf\u00fcm ilk \u00d6nce yakin \u00e7evresi tarafindan hissedilir, bir s\u00fcre sonra karsi k\u00f6sedeki arkadasimiz bile kokuyu alir, ama daha sonra koku gittik\u00e7e etkisini kaybeder ve parf\u00fcm zerrecikleri atmosferde dagilip gider. Hi\u00e7 bir zaman odadan \u00e7ikmam demez, geri d\u00f6n\u00fcss\u00fcz evrensel egilimin etkisinde bir harekete mecbur kalir. <\/p>\n
B\u00fct\u00fcn bu saydigimiz s\u00fcre\u00e7lerin ortak yani; belirli bir dogrultuda, d\u00fczenden d\u00fczensizlige, b\u00fct\u00fcnden yayilmaya, kullanilir olabilirlikten kullanilmamazliga dogru, yol almalaridir. <\/p>\n
R.Clausius bu evrensel egilime entropi ismini verdi ve matematiksel bir ifadesini olusturmayi basardi. Entropi Yunanca k\u00f6kenli bir kelime olup “Bir sistemin d\u00fczensizlik derecesinin \u00f6l\u00e7\u00fcs\u00fc” manasinda kullanilir. <\/p>\n
Ikinci yasa kisaca entropi artisi olarak \u00f6zetlenebilir. B\u00fct\u00fcn varliklarin, eninde sonunda entropisi artmaktadir. Kainattaki olaylarin t\u00fcm\u00fc yukarida saydigimiz gibi geri d\u00f6n\u00fcs\u00fcml\u00fc olmayan olaylardir. Bizi isitan ve aydinlatan g\u00fcnes bir bardak sicak \u00e7ay gibi isisini t\u00fcketmektedir. I\u00e7inde bulundugumuz Samanyolu Galaksisi ve diger galaksiler bir odaya siktigimiz parf\u00fcm\u00fcn zerrecikleri gibi birbirlerinden hizla uzaklasmaktadirlar. Kisacasi evrenin entropisi s\u00fcrekli olarak artmaktadir. <\/p>\n
S\u00fcrekli enerji kaybindan dolayieninde sonunda evrenin entropisi maksimum degere ulasacaktir. Bu andan itibaren evrenin her yeri ayni sicaklik ve yogunlukta olacak. Bu maksimum d\u00fczensizlik halinde is yapacak kullanilabilir enerji olmadigindan b\u00fct\u00fcn fiziksel, kimyasal ve biyolojik s\u00fcre\u00e7ler duracaktir.Bu umutsuz tabloya bilim adamlari “Isi \u00f6l\u00fcm\u00fc” adini verirler. <\/p>\n
Bu konu hakkinda Fizik\u00e7i Poul Davies “Tanri ve Yeni Fizik” adli kitabinda s\u00f6yle diyor: “Eger evren sinirli bir d\u00fczen birikimine sahipse ve d\u00fczensizlige dogru tersinmez bi\u00e7imde sonunda termodinamik dengeye degisiyorsa iki \u00e7ok derin \u00e7ikarimi hemen izlemeye baslar, \u00eelki evren en sonunda agir agir yuvarlanarak kendi entropisi i\u00e7inde \u00f6lecektir. Bu fizik\u00e7iler arasinda evrenin “isi \u00f6l\u00fcm\u00fc” olarak bilinir. Ikincisi evren ebediyen varolmus olamaz, bu y\u00fczden sinirli bir zaman \u00f6nce dengesi son durumuna erismis olacakti. \u00d6zet olarak evren daima varolmadi.” <\/p>\n
Entropi, 19. y\u00fczyilda b\u00fcy\u00fck yankilar uyandirdi. Entropi, bir t\u00fcrl\u00fc Newton mekanigi ile a\u00e7iklanamiyordu. Ludwig Boltzman olasilik kavramini g\u00fcndeme getirdi. Olasiliklar yardimiyla kurulan istatistiksel mekanik. Newton mekanigini d\u00fcst\u00fcg\u00fc zor durumdan kurtardi. <\/p>\n
D) \u00dc\u00e7\u00fcnc\u00fc Kanun <\/p>\n
\u00dc\u00e7\u00fcnc\u00fc yasa fizik bilimindeki g\u00f6r\u00fclmeyen engellerden biriyle ilgilidir. Bu termodinamik engel, mutlak sifir sicakligidir. Bu kanun 1906 Wolther Nernst tarafindan ortaya atilmistir. <\/p>\n
Mutlak sifir noktasi, b\u00fct\u00fcn gazlar i\u00e7in basincin sifir oldugu andaki sicaklik degerine karsilik gelmektedir. Yani b\u00fct\u00fcn gazlarin mutlak sifir sicakliginda basin\u00e7lari sifirdir. Mutlak sifir sicakligi -273, 15\u00b0C karsilik gelir. Fakat bu deger bu sicakliga inilerek elde edilmis bir \u00d6l\u00e7\u00fcm olmayip b\u00fct\u00fcn gazlarin sicaklik-basin\u00e7 grafiginden elde edilmis bir degerdir. Zaten fiziki bir engel olma \u00f6zelligi buradan kaynaklanmaktadir. Yapilan deneylerde bu sicakliga inilememistir. <\/p>\n
Basincin sifirlanmasi ise ayri bir problemdir, \u00f6nceleri fizik\u00e7iler cisimler soguduk\u00e7a molek\u00fcl ve atomlarin hareketlerinin yavasladigi ve mutlak sifir sicakliginda tamamen durdugu ve b\u00f6ylelikle etraflarina bir basin\u00e7 uygulayamadiklari d\u00fcs\u00fcncesindeydiler. Fakat daha sonra fizige giren Kuantum mekanigine g\u00f6re atomlarin sifirlanam\u00e2z alt limit enerji degerleri olmak zorundadir. Kisaca deneylerle de dogrulanan Kuantum mekanigine g\u00f6re, atomlar -273, 15 \u00b0 C ‘de etrafiyla paylasamayacagi bir enerjiye sahiptirler, <\/p>\n
Nernst bu sonu\u00e7lardan faydalanarak isi bir adim daha ileri g\u00f6t\u00fcrd\u00fc. Ona g\u00f6re mutlak sifir noktasi -273,15 \u00b0 C maksimum d\u00fczensizlikten \u00e7ok d\u00fczensizligin yoklugu yani m\u00fckemmel bir d\u00fczen halidir. <\/p>\n
Daha sonra yapilan \u00e7alismalar da mutlak sifira Inmenin eldeki bilgilerle imkansiz oldugu ortaya \u00e7ikti. \u00c7\u00fcnk\u00fc sicakligi d\u00fcs\u00fcrmek i\u00e7in gerekli caba her seferinde zorlasmaktadir. Bu isik hizina erismek i\u00e7in gereken enerjinin sonsuza gitmesi gbi -273.15 \u00b0 C inmek i\u00e7in gereken \u00e7aba da sonsuza gitmektedir. <\/p>\n
Termodinamigin temcilerini olusturan bu d\u00f6rt kanun, kesin ve saglamliklarina ragmen bizde fizigin en az bilinen alanlarindan biridir. Genelde bu konu ya temel fizik kitaplarinin son b\u00f6l\u00fcm\u00fcn\u00fc olusturur ya da basli basina bir ders olarak okutulur. Kalin teme! fizik kitaplarinin tamamini bir d\u00f6nemde bitirmek pek g\u00f6r\u00fclm\u00fcs sey degildir. Bir ders olarak m\u00fcfredata koyuldugunda ise ezberci sistemin bir sonucu olarak sayfalar s\u00fcren form\u00fcl kargasasinda isin \u00f6z\u00fcne, manasina girilememekte veya girilmemektedir. <\/p>\n
Su bir ger\u00e7ek ki, bildigimiz en m\u00fckemmel izole sistem i\u00e7inde yasadigimiz kainattir. Iste bu kainat s\u00fcrekli genisleyen yapisiyla isi \u00d6l\u00fcm\u00fcne dogru kosmaktadir. Bu uzun maraton bir g\u00fcn entropinin maksimumlanmasiyla son bulacak. Iste o andan itibaren, \u00f6l\u00fcm bir daha \u00f6lmemek \u00fczere kainati kusatacak.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Termodinamik, \u0131s\u0131 hareketlerini, sistemlerin i\u00e7 enerjileri ve isi ile is arasindaki iliskileri inceler. Termodinamik isi ve sicaklik kavramlaritla ilgilenir.Termodinamik maddenin hacimsel \u00f6zelliklerini ve bu \u00f6zelliklerle, atom ve molek\u00fcllerin mekanigi arasindaki iliskileri a\u00e7iklamada \u00e7ok basarilidir. Termodinamik, tarihsel olarak maddenin atom teorisindeki gelismeye paralel bir gelisme g\u00f6stermistir.1820\u2019lerde yapilan kimyasal deneylerle, atomlarin varligi hakkinda somut deliller ortaya konulmustur.O …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1407,1403],"tags":[11710,4937],"class_list":["post-6354","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fen-ve-teknoloji-odevleri","category-odevler","tag-termodinamik-nedir-termodinamik-yasalari","tag-termometre"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6354","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6354"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6354\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6354"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6354"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6354"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}