Termodinamik Dersi Özeti

Konu Özeti

• Amaçlar: Termodinamiğin temel kavramlarını açıklamak, SI ve İngiliz birim sistemlerini incelemek, ve termodinamiğin temel kavramlarını (sistem, hal, hal değişimi, çevrim) açıklamak. Ayrıca sıcaklık, sıcaklık ölçeği, basınç kavramlarının ve sistematik problem çözme tekniğinin tanıtımı yer almaktadır.

Termodinamik ve Enerji

• Termodinamik: Enerjinin bilimidir. Enerji: Değişikliklere sebep olma yeteneğidir. Termodinamik, ısı (therme) ve güç (dynamis) kelimelerinden türemiştir.
• Enerjinin korunumu prensibi: Bir etkileşim sırasında, enerji bir formdan diğerine dönüşebilir ancak toplam enerji miktarı sabit kalır. Enerji yaratılamaz veya yok edilemez.
• Termodinamiğin birinci yasası: Enerjinin korunumu ilkesini ifade eder. Birinci yasa, enerjinin termodinamik bir özellik olduğunu belirtir.

Termodinamiğin İkinci Yasası

• Enerjinin niceliğinin yanında niteliğinin de ele alınması gerektiği üzerinde durur. Doğadaki değişimler, enerjinin niteliğinin azaldığı yönde gerçekleşir.
• Klasik termodinamik, her bir parçacığın davranışını bilmeden makroskobik olarak termodinamiği ele alır. Mühendislik problemlerinin çözümünde doğrudan ve kolay bir yöntem oluşturur.
• İstatistiksel termodinamik, tek tek parçacıkların oluşturdukları büyük kümelerin ortak davranışlarını göz önüne alır ve konuya destek sağlar.

Boyutlar ve Birimler

• Herhangi bir fiziksel büyüklük boyutları ile nitelendirilir ve birimlerle ifade edilir.
• Kütle (m), uzunluk (L), zaman (t), ve sıcaklık (T) temel boyutlardır.
• Hız (V), enerji (E) ve hacim (V) gibi bazı boyutlar ana boyutlar kullanılarak ifade edilir.
• SI sistemi, birimler arasında onlu sisteme dayalı düzenli bir yapıda mantıklı bir sistemdir. İngiliz sistemi ise birimler arasında düzensiz bir ilişki gösterir.

Boyutların Türdeşliği

• Mühendislik problemlerinde denklemlerin boyutsal olarak türdeş olması zorunludur.
• Esas birimlerin kombinasyonları ile tüm türetilmiş birimler oluşturulabilir.

Sistemler ve Kontrol Hacimleri

• Sistem: Belirli bir kütle veya uzay bölgesini belirtir.
• Çevre: Sistemin dışındaki alan veya kütle.
• Sınır: Sistemi çevresinden ayıran gerçek veya hayali yüzey.
• Kapalı sistem (Kontrol ünitesi): Sınırlarından kütle geçişi olmayan sabit bir kütledir.
• Açık sistem(kontrol hacmi): Kütle ve enerji geçişine izin veren bölgedir.

Sistemin Özellikleri

• Özellik: Herhangi bir sistemin karakteristiğidir (örn. basınç, sıcaklık, hacim, kütle).
• Yeğin özellikler: Sistemin kütlesinden bağımsızdır (örn. sıcaklık, basınç, yoğunluk).
• Yaygın özellikler: Sistemin kütlesi ile orantılıdır (örn. kütle, hacim).
• Özgül özellikler: Birim kütle için yaygın özelliklerdir (örn. özgül hacim, özgül ağırlık).

Yoğunluk ve Özgül Ağırlık

• Yoğunluk: Birim hacimdeki kütledir (kg/m³).
• Özgül hacim: Birim kütledeki hacimdir (m³/kg).
• Özgül ağırlık (Bağıl yoğunluk): Maddenin yoğunluğunun standart bir maddenin yoğunluğuna oranıdır.

Hal ve Denge

• Denge: Bir sistemin değişimi zorlayan potansiyellerin (veya kuvvetlerin) eşitlenmiş olduğu durumdur.
• Isıl denge: Sistemin her noktasındaki sıcaklık aynıysa.
• Mekanik denge: Sistemin her noktasındaki basınç zamana bağlı olarak değişmiyorsa,
• Faz dengesi: Sistemde iki faz bulunuyor ve her fazın kütlesi denge seviyesinde kalıyorsa,
• Kimyasal denge: Sistemdeki bileşim zamanla değişmiyorsa (yani kimyasal reaksiyon yok)

Hal Değişimleri ve Çevrimler

• Hal değişimi: Sistemin bir halden diğer bir hale geçmesidir.
• Yol: Bir hal değişiminde sistemin izlediği hallerden oluşan dizidir.
• Sanki-statik veya sanki dengeli sürekli: Bir hal değişimi esnasında sistem her anda denge haline son derece yakın kalıyorsa.

Sürekli Akış Hal Değişimleri

• Sürekli akış hal değişimi: Bir kontrol hacmi içinde sürekli hareket eden bir akışkanın hal değişimi. Kütle ve enerji kontrol hacmi içinde sabittir. Sistemde sürekli akışta, kontrol hacmi içindeki kütle ve enerji sabit kalır.

Sıcaklık ve Termodinamiğin Sıfırıncı Yasası

• Sıcaklık: Maddenin iç enerjisinin bir ölçüsüdür..
• Termodinamiğin sıfırıncı yasası: İki ayrı cisim üçüncü bir cisimle ısıl dengede ise, birbirleriyle de ısıl dengededirler.

Basınç

• Basınç: Birim alana uygulanan kuvvettir (örn. Pa).
• Mutlak basınç: Mutlak sıfıra göre ölçülen basınçtır.
• Etkin basınç (ölçülen basınç): Mutlak basınç ile yerel atmosferik basınç arasındaki farktır.
• Vakum basıncı: Atmosferik basıncın altında basınçtır.

Basınç, Derinlik ve Pascal Yasası

• Bir akışkanın durgun haldeki basıncı serbest yüzeyden itibaren derinlikle doğru orantılı olarak artar.
• Pascal Yasası: Kapalı bir akışkana uygulanan basınç, akışkan içerisinde her yerde eşit miktarda artar.

Manometre ve Diğer Basınç Ölçme Cihazları

• Manometre: Küçük ve orta ölçekli basınç farklarını ölçmek için kullanılan U şeklinde cam borudur.
• Bourdon borusu: Basınç dönüştürücüler, basınç etkisini gerilim, direnç veya kapasitansa dönüştürerek uygular.

Barometre ve Atmosferik Basınç

• Atmosferik basınç: Bir cihaz (örn. barometre) ile ölçülebilir.
• Standart atmosferik basınç: Standart yerçekimi ivmesi altında ölçülür.

Bu quiz, termodinamiğin temel kavramlarını ve ilkelerini açıklamaktadır. Sıcaklık, basınç ve enerji kavramlarının yanı sıra, termodinamiğin yasaları hakkında bilgi verir. Öğrencilerin bu konu üzerindeki hakimiyetini artırmayı amaçlamaktadır.