Termodinamik, (Yunancada: thermos:ısı ve dynamic:enerji). Bazı

Termodinamik, (Yunancada: thermos:ısı ve dynamic:enerji). Bazı Türkçe kaynaklarda ısıl
devingi olarak da geçer. Enerji, ısı, iş, entropi ve ekserji gibi fiziksel kavramlarla ilgilenen
bilim dalı.
Termodinamik yasalarının istatistiksel mekanikten türetilebileceği gösterilmiştir
Termodinamik her ne kadar sistemlerin madde ve/veya enerji alış-verişiyle ilgilense de, bu
işlemlerin hızıyla ilgilenmez. Bundan dolayı aslında termodinamik denilirken, denge
termodinamiği kastedilir. Bu yüzden termodinamiğin ana kavramlarından biri "quasi-statik"
(yarı-durağan) adı verilen, idealize edilmiş "sonsuz yavaşlıkta" olaylardır. Zamana bağlı
termodinamik olaylarla, denge halinde olmayan termodinamik ilgilenir.
Termodinamik yasaları çok genel bir geçerliliğe sahiptirler ve karşılıklı etkileşimlerin
ayrıntılarına veya incelenen sistemin özelliklerine bağlı olarak değişmezler. Yani bir sistemin
sadece madde veya enerji giriş-çıkışı bilinse dahi bu sisteme uygulanabilirler.
Termodinamik zamanla gelişmiş ve yasalara bölünmüştür. Bunları yakından incelersek:
Termodinamiğin 1. yasası: Herhangi bir sistemdeki toplam iç enerji, sisteme eklenen ya da
çıkan ısı ve iş ile alakalı olduğundan bahseder. Yani hiçbir enerji yoktan var edilemez veya
var olandan yok edilemez. Bunu formülize edersek: U=Q-W şeklinde tanımlarız. Burada U
toplam iç enerjiyi , Q ısıyı, W ise işi temsil etmektedir.
Termodinamiğin 2. yasası: “Sıcaklık farkı olan 2 cisimden soğuk olandan sıcak olana
kendiliğinden ısı transferi gerçekleşmez.” şeklinde kalıplaşmış bir tanımı vardır. Burada ısı
transferinin olabilmesi için mutlaka bir işe ihtiyaçolduğu vurgulanmak istenilmiştir.
Termodinamiğin 3. yasası: “Eğer mutlak sıfır noktası olan 0 Kelvin ( -273 santigrat derece )
ye inilirse, bu sıcaklığa inebilen tüm parçacıkların biririne eşit entropileri olur.” Bu yasada da
2. yasada olduğu gibi kalıplaşmış bir tanım vardır. Bu kanunda asıl olarak bize 0 kelvinde
parçacığın entropisinin 0′a inerek tüm parçaların enerjisinin birbirine eşit olacağını söyler.
Termodinamiğin 0. yasası: Bu yasa aslında en basit olan ve ilk başta bilinmesi gereken
sonradan bulunmuş bir yasa olduğu için 0. yasa adını almıştır. Herhangi bir x, y, z
parçacıklarından x ile y birbiriyle termal dengedeyken y ile de z’ de termal dengede ise x ile
z’ninde termal dengede olacağından bahseder. Sonuç olarak Tx=Ty=Tz’dir.
İstatistik mekanik, büyük popülasyonları çözümlemekte matematiği kullanan olasılık
teorisinin, kuvvete maruz kalan nesnelerin veya parçacıkların hareketiyle
ilgilenen mekaniğe (mekanik) uygulamasıdır.
İstatistiksel mekanik; herbir atom ve molekülün mikroskobik özellikleriyle, günlük hayatta
karşılaşılan maddelerin makroskobik özellikleri arasında ilişki kurar. Bunu
nesnelerin termodinamik özelliklerini, moleküllerin spektroskopik (tayfölçüm) yöntemlerle
alınmış verileri kullanarak yapar.
İstatistiksel mekaniğin temel becerisi termodinamiğe dayanır. Sistemlerin mikroskobik
özelliklerini kullanarak makroskobik özellikleri hakkında tahminler yürütür. İki teori de
termodinamiğin ikinci yasasını kullanır (bkz. entropi). Ancak termodinamiğin ikinci
yasasında entropi deneysel bir sonuçken istatistiksel mekanikte sistemin mikro düzeyde
dağılımının fonksiyonudur.
19.02.2013 Salı günü bilgisayar programlama dersinde yaptığımız mercimek deneyinde
mercimekler kuvvete mağruz kalıp yer değiştirmişlerdir. Deneyde istatistik mekanik
vardır.İstatistik mekanik temelde termodinamiğe dayalıdır.
KAYNAKLAR:
VİKİPEDİ
BİLGİUSTAM.COM