Termodinamik nedir?

Termodinamik, ısı ve diğer enerji türleri arasındaki ilişkiyi içeren bilim alanıdır. Termodinamik keşfedildi ve 1800'lerden başlayarak çalışıldı. O zamanlar, buhar motorlarının kullanımı nedeniyle birbiriyle ilişkilendirildi ve önem kazandı.

Termodinamik dört yasaya bölünebilir. Diğer üç yasadan sonra termodinamik yasalarına eklenmesine rağmen, ilk olarak sıfırıncı yasa tartışılmaktadır. İki sistemin üçüncü bir sistemle termal dengede olması durumunda, birbirleriyle termal dengede olduklarını belirtir. Başka bir deyişle, eğer iki sistem üçüncü bir sistemle aynı sıcaklıktaysa, üçü de aynı sıcaklıktadır.

Termodinamiğin birinci yasası, bir sistemden diğerine dönüştürülse bile, bir sistemin toplam enerjisinin sabit kaldığını belirtir. Örneğin, kinetik enerji - bir nesnenin hareket ettiğinde sahip olduğu enerji - sürücü yavaşlatmak için arabadaki frenlere bastığında ısı enerjisine dönüştürülür. İnsanların termodinamiğin birinci yasasını hatırlamalarına yardımcı olacak çoğu zaman cümle cümleleri vardır: “İş, ısı ve iş, iş”. Temel olarak, iş ve sıcaklık eşdeğerdir.

Termodinamiğin ikinci yasası bilimdeki en temel yasalardan biridir. Isının, bir sistemden daha yüksek bir sıcaklıkta bir sisteme kendi voltajı ile daha düşük bir sıcaklıkta akamayacağını belirtir. Böyle bir eylemin gerçekleşmesi için iş yapılması gerekir. Bir buz küpü ılık suya yerleştirilirse buz, sudan gelen sıcaklık içine akarken eriyebilir. Sonuç, biraz daha soğuk olan bir bardak sudur. Buz küpleri yalnızca enerji kullanılıyorsa oluşabilir.

Sadece enerjinin eklenmesiyle çalışan ikinci kanunun başka bir örneği eski bir buzdolabında görülebilir. Bu durumda, buzdolabının iç kısmının soğutulması dışını ısıtır. Böylece iş yapılır ve iş ısınır. İş, buzdolabının pompası ile tamamlanır.

Termodinamiğin ikinci yasası da olayların yıpranabileceğini söylüyor. Örneğin, eğer bir tuğla ev korunmasız kalırsa, sonunda rüzgar, yağmur, soğuk ve diğer hava koşullarından parçalanacaktır. Bununla birlikte, eğer katılımsız bırakılırsa bir tuğla yığını varsa, karışıma eklenmediği sürece hiçbir zaman ev oluşturmayacaktır.

Termodinamiğin üçüncü yasası, sistemin bir formdan diğerine geçerken entropisindeki değişimin, Kelvin ölçeğinde sıcaklığı sıfıra yaklaştığında sıfıra yaklaştığını belirtir. Kelvin ölçeğinde Sıfır, sıcaklık için mutlak alt sınırdır - atomlar ve moleküller mümkün olan en düşük enerjiye sahip olduğunda. Entropi, bir sistemin iş yapmak için enerjisinin mevcudiyeti olarak tanımlanır. Dolayısıyla, mutlak bir entropi ölçeği olduğunu izler. Sonuç olarak, hiçbir gerçek sistem Kelvin ölçeğinde sıfıra ulaşamaz.