Termodinamiğin Kökeni (origin of thermodynamics)

Termodinamik Nedir?
Enerji Bilimidir: Bir cisim (body) içinde enerji depolama yollarıyla ilgilenir.
Enerji Transformasyonudur: Genellikle ısı ve iş hareketleriyle ilgilidir.
Enerjinin Korunumu Prensibinin Temel Kanunudur: Enerji yaratılamaz veya yok edilemez, sadece bir formdan diğer bir forma dönüştürülebilir.


Termodinamik ısı, iş, sıcaklık ve enerji arasındaki ilişki ile ilgilenen bilim dalıdır. Basit bir ifadeyle termodinamik, enerjinin bir yerden başka bir yere ve bir biçimden başka bir biçime transferi ile ilgilenir. Prosesteki anahtar kavram, ısının, belirli bir mekanik işe denk gelen bir enerji biçimi olmasıdır.

Tarihsel olarak bakıldığında termodinamik, özellikle motor verimliliğinin Fransa'nın Napolyon Savaşları'nı kazanmasına yardımcı olabilecek anahtar olduğuna inanan Fransız fizikçi Nicolas Léonard Sadi Carnot'un (1824), eski buhar motorlarının verimliliğini arttırma arzusundan çıktı. Carnot’a göre,

Harekete geçirici gücü elde etmek için ısı üretimi yeterli değildir. Soğuk bir sistemin de bulunması gerekir; soğuk olmadıkça ısı yararsız olacaktır.

Isı motorlarında hareket gücü üretimi mevcut bir ısının harcanmasından dolayı değil, ısının sıcak bir cisimden soğuk bir cisme nakledilmesidir; dengesinin yeni-den kurulmasıdır.

Orijinal Carnot ısı motoru (1824); harfler, Carnot çevriminde durma noktalarını gösterir (Sadi Carnot, termodinamik biliminin kurucusu olarak kabul edilir)

İskoçyalı fizikçi Lord Kelvin, 1852'de termodinamikle ilgili şu açıklamalarını yaptı:

Tek bir rezervuardan ısı akışıyla buna eşdeğer miktarda iş verebilen çevrimsel bir proses mümkün değildir.

Cansız maddenin bir parçasının, daha soğuk çevre cisimlerin sıcaklığının altına soğutulmasıyla mekanik etki elde edilmesi olanaksızdır.

Mekanik enerjinin yok edilemezliğine karşın, dağıldığı veya yayıldığı yönünde evrensel bir eğilim vardır; bu durum sistem boyunca derece derece yükselir ve ısı difüzyonu, harekette kesilme ve potansiyel enerjinin boşalması olarak meydana gelir.

Cansız maddelerin bulunduğu proseslerde, yayılan enerjiden daha fazla olma-yan herhangi bir mekanik enerji restorasyonu olanaksızdır; herhangi bir canlı (bit-kisel veya diğer) malzeme katkısı durumu değiştirmez.

Lord Kelvin, 1854'te özlü bir termodinamik tanımını yapan ilk kişi oldui:

Termodinamik, cisimlerin bitişik kısımları arasında etkiyen kuvvetler ile ısının ve ısının elektrikle olan ilişkisinin konusudur.

Termodinamik her ne kadar sistemlerin madde ve/veya enerji alış-verişiyle ilgilense de, bu işlemlerin hızıyla ilgilenmez. Bundan dolayı aslında termodinamik denildiğinde 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 yasalar çok genel bir geçerliliğe sahiptir ve karşılıklı etkileşimlerin ayrıntılarına veya incelenen sistemin özelliklerine bağlı olarak değişmezler. Yani bir sistemin sadece madde veya enerji giriş-çıkışı bilinse bile bu sisteme uygulanabilirler.


4 Ağustos 2019


GERİ (yasalar)
GERİ (astrofizik)
GERİ (termodinamik)