Termodinamik Nedir? Tanımı

Fizik bilimi, ısı ve diğer enerji biçimleri (mekanik, elektriksel veya kimyasal enerji gibi) ve tüm enerji biçimleri arasındaki ilişkilerin genişletilmesi arasındaki ilişkiyi ele alır.

Termodinamik Nedir?

Termodinamik, ısı ve diğer enerji formları arasındaki ilişkileri ele alan fizik dalıdır. Özellikle, termal enerjinin diğer enerji türlerine nasıl dönüştüğünü ve maddenin nasıl etkilediğini anlatır.

Isı:

Termodinamik, maddenin çeşitli özellikleriyle ilgilidir; Bunlar arasında en önemlisi ısıdır. Enerji Eğitimine göre, ısı, aralarındaki sıcaklık farkı nedeniyle, maddeler veya sistemler arasında aktarılan enerjidir. Bir enerji biçimi olarak ısı korunur, yani yaratılamaz veya yok edilemez. Bununla birlikte, bir yerden başka bir yere transfer edilebilir. Isı, diğer enerji türlerine de dönüştürülebilir. Örneğin, bir buhar türbini kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir jeneratörü çalıştırmak için ısıyı kinetik enerjiye dönüştürebilir. Bir ampul bu elektrik enerjisini elektromanyetik radyasyona (ışık) dönüştürebilir; bu, bir yüzey tarafından emildiğinde, ısıya dönüşür.

Sıcaklık:

Bir madde tarafından aktarılan ısı miktarı, Enerji Eğitimine göre hareket halindeki atomların veya moleküllerin hızına ve sayısına bağlıdır. Atomlar veya moleküller ne kadar hızlı hareket ederse, sıcaklık o kadar yüksek ve hareket halindeki atomlar ya da moleküller o kadar büyüktür ki, aktardıkları ısı miktarı o kadar fazladır.

Sıcaklık, “standart bir ölçekte belirlenen birimler veya dereceler cinsinden ifade edilen bir madde örneğindeki parçacıkların ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür”. En yaygın olarak kullanılan sıcaklık skalası, suyun donma ve kaynama noktalarına dayanan, 0 ° C ve 100 ° C’lik ilgili değerleri atayan Celsius’tur. Fahrenheit ölçeği, aynı zamanda, atanan suyun donma ve kaynama noktalarına da dayanmaktadır. sırasıyla 32 F ve 212 F değerleri.

Bununla birlikte, dünya çapındaki bilim adamları, hesaplamalarda çalıştığı için, William Thomson, 1. Baron Kelvin adını alan Kelvin’i (derece belirtisiz K) kullanır. Bu ölçek Celsius skalası ile aynı artışı kullanır, yani 1 C’lik bir sıcaklık değişimi 1 K’ye eşittir. Ancak Kelvin skalası mutlak sıfırdan başlar, bu sıcaklıkta toplam ısı enerjisi yokluğu ve tüm moleküller vardır. hareket durur. 0 K’lik bir sıcaklık eksi 459.67 F veya eksi 273.15 C’ye eşittir.

Özısı:

Belli bir maddenin belirli bir kütlesinin sıcaklığını belirli bir miktarda arttırmak için gerekli ısı miktarına özel ısı veya özgül ısı kapasitesi denir. Bunun için geleneksel birim, kelvin başına gram başına kaloridir. Kalori, 1 gram su ile 4 ° C sıcaklıkta 1 derece yükseltmek için gereken ısı enerjisi miktarı olarak tanımlanır.

Bir metalin özgül ısısı hemen hemen tümüyle kütledeki değil, örnekdeki atom sayısına bağlıdır. Örneğin, bir kilogram alüminyum bir kilogram kurşundan yaklaşık yedi kat daha fazla ısıyı emebilir. Bununla birlikte, kurşun atomları eşit sayıda alüminyum atomundan sadece yüzde 8 daha fazla ısı emebilir. Bununla birlikte, belirli bir su kütlesi, eşit bir alüminyum kütlesi olarak yaklaşık beş kat daha fazla ısıyı emebilir. Bir gazın özgül ısısı daha karmaşıktır ve sabit basınçta mı yoksa sabit hacimde mi ölçüleceğine bağlıdır.

Termal İletkenlik:

Termal iletkenlik (k), “ısı, birim bir birim sıcaklıkta bir birim gradyanı ile birim zaman boyunca birim zamanda akan ısı miktarı olarak ifade edilen belirli bir malzemeden geçme hızıdır”. K birimi, kelvin (K) başına metre (m) başına watt (W) ‘dir. Bakır ve gümüş gibi metaller için k değerleri sırasıyla 401 ve 428 W / m · K’de yüksektir. Bu özellik, bu malzemeleri otomobil radyatörleri ve bilgisayar çipleri için soğutma kanatçıkları için kullanışlıdır, çünkü ısıyı hızla taşıyabilir ve çevre ile değiştirebilirler. Herhangi bir doğal madde için en yüksek k değeri 2,200 W / m ·K’de elmastır.

Diğer malzemeler yararlıdır, çünkü bunlar aşırı derecede ısı iletkenleridir; Bu özellik, ısının malzemeden geçtiği hızı tarif eden termal direnç veya R-değeri olarak adlandırılır. Taş yünü kaya yünü), kaz tüyü ve strafor gibi bu malzemeler dış bina duvarlarında, kışlık katlarda ve termal kahve kupalarında yalıtım amaçlı kullanılmaktadır.

Newton’un Soğutma Yasası Nedir?

Entropi:

Tüm termodinamik sistemler atık ısı üretir. Bu atık, kapalı bir sistem için, iş için uygun olmayan termal enerji miktarının niceliksel bir ölçüsü” olan entropi artışıyla sonuçlanır. Herhangi bir kapalı sistemdeki entropi her zaman artar; Asla azalmaz. Ayrıca, hareketli parçalar sürtünme nedeniyle atık ısı üretir ve radyasyon ısısı kaçınılmaz olarak sistemden sızar.

Entropi, aynı zamanda, “kapalı bir sistemdeki düzensizliğin veya rastlantısallığın bir ölçüsü” olarak da tanımlanır; Sıcak ve soğuk suyu karıştırabilirsiniz, ancak büyük bir fincan ılık su, sıcak ve soğuk su içeren iki küçük fincandan daha düzensiz olduğu için, sisteme enerji eklemeden onu asla sıcak ve soğuğa ayıramazsınız. Başka bir deyişle, bir yumurtayı çözemez veya kremadan kahve çıkaramazsınız. Bazı süreçler tamamen tersine çevrilebilir gibi görünmekle birlikte, uygulamada aslında hiçbiri yoktur.

Termodinamiğin Dört Kanunu

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir