termodinamik nedir?
advertisement
TERMODİNAMİK NEDİR? Modern bilimin en önemli dallarından biri olan termodinamik, belirttiği yasalar ile 19. yüzyıldan itibaren bilim adamlarına evrendeki entropinin sürekli artması gerektiğini söylemiş ve böylece evrenin başlangıcı olarak kabul edilen Büyük Patlama (Big Bang) Teorisi’ne ışık tutmuş bir bilim dalıdır.Fizik kadar diğer birçok dalında gelişimine katkı sağlayan termodinamik tabiri, Eski Yunanca Thermos (ısı)ve Dynamik (enerji) kelimelerinin birleşmesiyle oluşmuştur.Türkçe kaynaklarda ısıl devinim olarak da tercüme edilen termodinamik;ısı, enerji, entropi, ekserji ve iş gibi fizik biliminin en önemli kavramlarının açıklanmasını sağlamıştır. Termodinamik bilimi evrendeki sistem ve olaylarda yer alan maddenin enerji alışverişiyle ilgilenir. Ancak diğer fizik dallarından farlı olarak termodinamik evrendeki sistemlerin içinde ve arasında gerçekleşen enerji alışverişlerinin hızlarıyla ilgilenmez. Termodinamiğin bu özelliği ortaya ‘denge termodinamiği’ denen yeni bir kavramın çıkmasına neden olmuştur. Modern termodinamiğin temeli olan yarı durağan hal, ideal ortamda gerçekleşen ve sonsuz yavaşlıkta olan bir süreci kapsar. Zamanın devreye girdiği durumlarda ise yarı durağan hal durumu geçerli olmadığından, bu tür olayları denge halde olmayan termodinamik bilimi incelemektedir. Oldukça geçerli temel yasalara sahip olan termodinamik bilimi, bilim adamlarının yeni geliştirdiği kuramlarda yol gösterici olarak benimsediği temel ilkeler haline gelmiştir. Öyle ki bir bilim adamının geliştirdiği kuramın termodinamiğin herhangi bir kanunu ile çelişmesi durumunda kuramını baştan oluşturması gerektiği dahi söylenir. Geliştirilen hiçbir kuram termodinamik kanunları ile çelişemez ve mutlaka termodinamik yasaları doğru, geliştirilen kuram yanlış olarak kabul edilir.Karşılıklı enerji alışverişlerini oldukça detaylı bir şekilde inceleyen termodinamik, incelenen sistemin veya olayın farklı özelliklere sahip olmasına bakmaksızın sabit kurallar dahilinde gözlem yapar. -Termodinamiğin Sıfırıncı Kanunu Termodinamik biliminin en basit ve en temel kanunlarından biri olan sıfırıncı kanunun; birbirleriyle etkileşim halinde olan iki sistemin aralarında ısı ve madde alışverişi olmaması durumunda her iki sisteminde ‘termodinamik dengede’ olduğunu söyler. Termostatik denge hali iki sisteminde birbirleriyle etkileşim içinde olmadıkları bir durumu simgeler. -Termodinamiğin Birinci Kanunu Sistemlerin içindeki enerji artışının sisteme verilen ısı ile bu sistemin çevresine uyguladığı iş arasındaki farka eşit olduğunu söyler.’Enerjinin Korunumu’ olarak da bilinen termodinamiğin birinci kanunu;’enerji yoktan var edilemez, varken yok edilemez yalnızca bir halden diğerine geçer.’ olarak da açıklanabilir. -Termodinamiğin İkinci Kanunu Termodinamik bilimin en önemli kanunlarından biri olan ikinci kanun, bir ısı kaynağından ısı alınıp bu ısıya eşit miktarda iş yapabilen ve başka bir sonucu olmayan bir döngü elde etmenin imkansız olduğunu söyler. Yani termodinamiğin ikinci kanunu, yalnızca tek bir kaynaktan ısı çekilmesiyle ideal şekilde çalışan bir makine yapmanın imkansız olduğunu ifade eder. -Termodinamiğin Üçüncü Kanunu Bir maddenin bilim dünyasında mutlak sıfır olarak tanımlanan -273 dereceye kadar soğumanın mümkün olmadığını söyler. Bu yasaya göre mutlak sıfır değerine yaklaşıldıkça hareket de sıfıra yaklaştığı için entropi değeri sabit değere ulaşmaya çalışır. İnsanlarda dahil olmak üzere evrendeki tüm maddeler belirtilen bu termodinamik kanunlarına bağlıdır. Termodinamik ve İstatistiksel Mekanik (Termodinamiğin mercimek problemiyle ilgisi) İstatistiksel mekanik, büyük popülasyonları çözümlemekte matematiği kullanan olasılık teorisinin, kuvvete maruz kalan nesnelerin veya parçacıkların hareketi ile ilgilenen mekaniğe uygulamasıdır. İstatistiksel mekanik; her bir atom ve molekülün mikroskobik özellikleriyle günlük hayatta karşılaşılan maddelerin makroskobik özellikleri arasında ilişki kurar. Bu nesnelerin termodinamik özelliklerini, molekülün spektroskobik yöntemlerle alınmış verileri kullanarak yapar. İstatistiksel mekaniğin temel becerisi termodinamiğe dayanır. Sistemlerin mikroskobik özelliklerini kullanarak makroskobik özellikleri hakkında tahmin yürütür. İki teoride termodinamiğin ikinci yasasını kullanır.Ancak termodinamiğin ikinci yasasında entropi deneysel bir sonuç iken istatistiksel mekanikte sistemin mikro düzeyde dağılımının fonksiyonudur. ELİF EKŞİ 12050254 İSTATİSTİK
