1.) Termodinamik Yasaları Nelerdir?
Termodinamik Yasaları, makine ve sistemlerin enerjiyle ilgili olarak nasıl çalıştığını açıklayan fizik kurallarıdır. Bunlar, enerjinin korunumu, entropi (düzenliliğin azalması) ve ısı ve iş enerjisi arasındaki ilişkileri açıklar. Termodinamik Yasalarının ilk yasa olarak da bilinen “Enerji Korunum Yasası”, makine ve sistemlerde enerjinin toplam miktarının değişmediğini belirtir. İkinci Termodinamik Yasası, entropinin artışını belirtir ve sistemlerde düzenliliğin azalmasına neden olur. Bu yasa, sistemlerin enerjiyi daha düşük sıcaklıklı bölgelere transfer ettiğini belirtir ve bu nedenle ısı enerjisi transferlerinde daima bir kayıp olur. Üçüncü Termodinamik Yasası ise sıfır sıcaklıkta bir sistemin entropisinin sıfır olmayacağını belirtir ve bu nedenle sıfır sıcaklıkta bir sistemde tam bir düzenlilik olamaz.
2.) Termodinamik Yasalarını Kim Buldu?
Termodinamik Yasaları, 19. yüzyılda çeşitli fizikçiler tarafından keşfedilmiştir. İlk Termodinamik Yasası, 1824 yılında Sadi Carnot tarafından keşfedilmiştir ve “Makine ve Isılar Üzerine” adlı kitabında yayınlanmıştır. İkinci Termodinamik Yasası ise, 1850’lerde Rudolf Clausius ve William Thomson (Lord Kelvin) tarafından keşfedilmiştir. Üçüncü Termodinamik Yasası ise, 1902 yılında Walther Nernst tarafından keşfedilmiştir.
3.) Enerji Korunum Yasası
Enerji Korunum Yasası, makine ve sistemlerde enerjinin toplam miktarının değişmediğini belirtir. Bu yasa, sistemlerin enerjisini değiştirmeleri sırasında, enerjinin bir şekilde kaybedilmesine ya da kazanılmasına neden olan etkinliklerin yalnızca yüzde bir kaçının değişimle ilişkili olduğunu belirtir. Enerji Korunum Yasası, sistemlerin enerjisini değiştirirken, girdi enerjisi ile çıktı enerjisi arasındaki farkı açıklar. Örneğin, bir makinenin enerjisini değiştirirken, girdi olarak elektrik enerjisi kullanılır ve çıktı olarak mekanik enerji üretilir. Enerji Korunum Yasası, bu tür etkinliklerde toplam enerjinin korunduğunu belirtir ve bu nedenle elektrik enerjisi kullanımı sırasında mekanik enerjinin oluşumu için gereken enerjinin kaynağını açıklar. Bir sistemde, girdi enerjisi (Q) ile çıktı enerjisi (W) arasındaki fark, sistemde kalan toplam enerji (U) ile eşittir. Bu förmül şu şekilde gösterilebilir: Q – W = ΔU Bu förmülde, Q sisteme giren ısı enerjisini, W ise sistemden çıkan mekanik enerjiyi gösterir. ΔU ise sistemde kalan toplam enerji değişimidir.
4.) Termodinamiğin İkinci Yasası
İkinci Termodinamik Yasası, sistemlerde entropinin artışını belirtir ve sistemlerde düzenliliğin azalmasına neden olur. Bu yasa, sistemlerin enerjiyi daha düşük sıcaklıklı bölgelere transfer ettiğini belirtir ve bu nedenle ısı enerjisi transferlerinde daima bir kayıp olur. İkinci Termodinamik Yasası, sıcaklık farklarının kullanımı sırasında sistemlerin enerji verimliliğini açıklar. Örneğin, bir sıcaklık farkı oluşturan bir sistem (örneğin bir termosifon), ısı enerjisini daha yüksek sıcaklıklı bir bölgeden daha düşük sıcaklıklı bir bölgeye transfer eder. Bu sırada, ısı enerjisi transferi sırasında bir miktar enerji kaybı olur ve sistem verimliliği düşer. İkinci Termodinamik Yasası ayrıca, sıfır sıcaklıkta bir sistemin entropisinin sıfır olmayacağını belirtir ve bu nedenle sıfır sıcaklıkta tam bir düzenlilik olamaz. Bir sistemde, entropi (S), girdi ısı (Q) üzerinden sistemin sıcaklığı (T) ile çarpılarak elde edilen değerden, çıktı ısı (Q) üzerinden sistemin sıcaklığı (T) ile çarpılarak elde edilen değerin farkına eşittir. Bu förmül şu şekilde gösterilebilir: S = (Q/T)in – (Q/T)out Bu förmülde, S sistemdeki entropi değişimini, Q ise sisteme giren ve çıkan ısı miktarını, T ise sistemin sıcaklığını gösterir.
5.) Termodinamiğin Üçüncü Yasası
Üçüncü Termodinamik Yasası, sıfır sıcaklıkta bir sistemin entropisinin sıfır olmayacağını belirtir. Bu yasa, sıfır sıcaklıkta bir sistemin tam bir düzenliliğe sahip olamayacağını belirtir ve bu nedenle sıfır sıcaklıkta bir sistemde hiçbir ısı transferinin gerçekleşemeyeceğini öngörür. Üçüncü Termodinamik Yasası ayrıca, sıfır sıcaklıkta bir sistemin entropisinin sıfır olması durumunun aslında fiziksel olarak olanaksız olduğunu belirtir. Bu yasa, sıfır sıcaklıkta bir sistemde entropinin sıfır olmayacağını ve bu nedenle tam bir düzenliliğin olamayacağını belirtir. Üçüncü Termodinamik Yasası, sıfır sıcaklıkta bir sistemde ısı transferinin olamayacağı anlamına gelir. Bu yasa, sıfır sıcaklıkta bir sistemde ısının ne kadar az olduğu fark etmeksizin, aslında hiçbir ısı transferinin gerçekleşemeyeceğini belirtir. Bu yasa, sıfır sıcaklıkta bir sistemde ısı transferinin olamayacağını öngörür ve bu nedenle sıfır sıcaklıkta bir sistemde hiçbir ısı transferinin gerçekleşemeyeceğini belirtir.
Kaynakça:
https://www.enerjiportali.com/termodinamik-yasalari-nelerdir/
https://tr.wikipedia.org/wiki/Termodinamik
https://www.bursay.com.tr/termodinamik-yasalari/
https://e-dergi.tubitak.gov.tr/edergi/yazi.pdf?dergiKodu=4&cilt=46&sayi=791&sayfa=58&yaziid=33985
