Termodinamik
Termodinamik, ısının farklı nesneler arasındaki hareketini inceleyen bir fizik dalıdır. Termodinamik ayrıca nesnelerin basınç ve hacimlerindeki değişimi de inceler. İstatistik adı verilen bir matematik dalı genellikle termodinamikte parçacıkların hareketine bakmak için kullanılır.
Termodinamik yararlıdır çünkü çok küçük atomların dünyasının her gün gördüğümüz büyük ölçekli dünyaya nasıl bağlandığını anlamamıza yardımcı olur.
Termodinamiğin ayrıca klasik termodinamik ve istatistiksel termodinamik olarak adlandırılan iki ana dalı vardır. Termodinamikte önemli bir fikir termodinamik sistemdir.
Termodinamik sisteme örnek olarak bir tuğla verilebilir. Bir tuğla, her biri kendi özelliklerine sahip birçok atomdan oluşur. Tüm termodinamik sistemlerin kapsamlı ve yoğun olmak üzere iki tür özelliği vardır. Tuğla için kapsamlı özellikler, tüm atomları toplayarak elde ettiğiniz özelliklerdir. Hacim, enerji, kütle ve yük gibi şeyler kapsamlıdır çünkü aynı tuğladan iki tanesi bir araya getirildiğinde bir tuğladan iki kat daha fazla kütleye sahip olur. Tuğlanın yoğun özellikleri, tüm atomların ortalamasına bakarak elde ettiğiniz özelliklerdir. Sıcaklık, basınç ve yoğunluk gibi şeyler yoğundur çünkü aynı tuğladan iki tanesi hala tek başına bir tuğla ile aynı sıcaklığa sahiptir.
Termodinamik kanunları
Enerjinin iki nesne arasında ısı şeklinde nasıl taşınabileceğini söyleyen dört termodinamik yasası vardır.
- Termodinamiğin sıfırıncı yasası
Eğer iki sistem ileri geri eşit ısı akışına sahipse ve iki sistemden biri başka bir sistemle ileri geri eşit ısı akışına sahipse, her üç sistem de birbiriyle eşit ısı akışına sahiptir.
Bir sistemdeki enerji artışı, bir sisteme ısı veya iş şeklinde verilen enerji ile aynıdır. Enerji yaratılamaz ya da yok edilemez, sadece değiştirilebilir. Bir sisteme verilen enerji miktarı, çevreden alınan enerji miktarıyla aynıdır.
Farklı sıcaklıklarda temas eden bir çift sistem verildiğinde, sistemlerin sıcaklığı eşitlenene kadar ısı sıcaktan soğuğa doğru akacaktır.
- Termodinamiğin üçüncü yasası
Bir sistemin sıcaklığı 0 kelvin, yani mutlak sıfır (en düşük sıcaklık) olduğunda, entropi (iş yapmak için kullanılamayan enerji) 0'dır.
Termodinamiğin kullanım alanları
Daha önce, buhar makinelerinin daha iyi çalışmasını sağlamak için termodinamik üzerinde çalışılıyordu. Şimdi ise termodinamikten elde edilen fikirler motor yapımından kara deliklerin incelenmesine kadar her alanda kullanılıyor.
Bilim insanları termodinamiği birçok nedenden dolayı kullanmaktadır. Bunlardan biri daha iyi motorlar ve buzdolapları yapmaktır. Bir diğeri ise günlük malzemelerin özelliklerini anlamak ve böylece gelecekte onları daha güçlü hale getirebilmektir. Termodinamik ayrıca kimyada hangi reaksiyonların çalışıp hangilerinin çalışmayacağını açıklamak için de kullanılır (bu çalışma kimyasal kinetik olarak bilinir). Termodinamik güçlüdür çünkü atomlar için basit modeller tuğla gibi büyük sistemlerin özelliklerini açıklamada iyi çalışır.
İlgili sayfalar
Sorular ve Yanıtlar
S: Termodinamik nedir?
C: Termodinamik, ısı, sıcaklık ve enerji arasındaki ilişkileri inceleyen bir fizik dalıdır.
S: Termodinamikte matematik nasıl kullanılır?
C: Matematik, özellikle de istatistik, termodinamikte parçacıkların hareketine bakmak için sıklıkla kullanılır.
S: Termodinamiğin bazı uygulamaları nelerdir?
C: Termodinamik, çok küçük atomların dünyasının her gün gördüğümüz büyük ölçekli dünyaya nasıl bağlandığını anlamamıza yardımcı olur. Ayrıca klasik termodinamik ve istatistiksel termodinamik olarak adlandırılan iki ana dalı vardır.
S: Termodinamik sisteme örnek olarak ne verilebilir?
C: Termodinamik sisteme örnek olarak, kendi özellikleri olan birçok atomdan oluşan bir tuğla verilebilir.
S: Kapsamlı özellikler nedir?
C: Kapsamlı özellikler, hacim, enerji, kütle ve yük gibi tüm atomları toplayarak elde ettiğiniz özelliklerdir, çünkü aynı tuğladan iki tanesi bir araya getirildiğinde bir tuğladan iki kat daha fazla kütleye sahip olur.
S: Yoğun özellikler nelerdir?
C: Yoğun özellikler, sıcaklık, basınç ve yoğunluk gibi tüm atomların ortalamasına bakarak elde ettiğiniz özelliklerdir, çünkü aynı tuğladan iki tanesi hala tek başına bir tuğla ile aynı sıcaklığa sahiptir.
