Termodinamiğin Birinci Yasası (first law of thermodynamics)

Termodinamiğin birinci yasası, enerjinin korunumu kanununun bir versiyonu, yani yorumudur. Enerjinin korunumu yasası, izole bir sistemin toplam enerjisinin sabit olduğunu, enerjinin bir formdan diğer bir forma dönüşebileceğini, fakat yaratılamayacağı veya yok edilemeyeceğini söyler.

DU = Q - W

Birinci yasa çoğu zaman, kapalı bir sistemin iç enerjisindeki değişikliğin, sisteme verilen ısı miktarı ile sistem tarafından çevresine yapılan iş miktarı arasındaki fark olarak formüllendirilir. Yani, birinci tür sürekli çalışan bir makine (enerji girişi olmaksızın iş üreten) yapılması olanaksızdır.


· 1840 Hess: Herhangi bir kimyasal reaksiyonda absorplanan veya çıkarılan (emitlenen) ısı sabittir, reaksiyonun tamamlanması için izlenen yola veya aşamaların sayısına bağlı değildir. (Hess Kanunu)

· 1841 Mayer: Enerji ne yaratılabilir ve ne de yok edilebilir. 

Enerjinin Korunumu Kanunu: ∆E = Q – W’

· 1843 Joule: Magneto-elektrik bir makinenin dönmesinde harcanan mekanik güç ısıya dönüşür. Diğer taraftan, elektro-magnetik motorun hareket gücü bir bataryada kimyasal reaksiyonlarla elde edilen ısının harcanmasıyla elde edilebilir.

Joule, magnetoelektrik makinesinin mekanik gücü ısıya dönüştürebildiği sonucunu elde etmiş, eşdeğeri miktarda ısı üretmek için gerekli olan mekanik iş miktarını hesaplamıştır; bu miktara ‘ısının mekanik eşdeğeri’ demiştir.

 Joule deneyi; Isı ve işin eşdeğerliği deneyi

· 1847 Helmholtz: Organizmadaki mekanik kuvvetlerin ürünü olan yaşamsal ısı, normal veya sıradan kuvvetlerle ilişkili olan tüm ısı, kuvvetin kendisi asla yok edilemez.

· 1850 Clausius: Bir hal fonksiyonu olan E’ye enerji denir; bunun diferansiyeli, bir adyabatik proses sırasında çevreyle olan iş değişimine eşittir.

· 1853 Rankine: Evrendeki her farklı tür fiziksel enerji karşılıklı olarak değiştirilebilir.

· 1863 Helmholtz: Doğanın tamamında hareket halinde olan kuvvet miktarı değiştirilemezdir; ne artırılabilir ve ne de azaltılabilir.

· 1865 Clausius: Dünyanın enerjisi sabittir.

· 1897 Planck: 

(1) Isı üretimi veya absorpsiyonuyla ilgili olgulara uygulanan enerjinin korununu prensibidir.

(2) Mekanik, termal, kimyasal, veya diğer yöntemlerle sürekli hareket elde etmenin bir yol yoktur; örneğin, bir çevrim içinde çalışan ve hiçten sürekli iş veya kinetik enerji üreten bir makine yapılması mümkün değildir.

· 1905 Einstein: Görelilik (relativite) prensibine göre, Maxwell’in temel eşitlikleri dikkate alındığında,  kütle, bir cisimde bulunan enerjinin doğrudan ölçüsüdür; ışık kütleyi taşır. 

E/m = sabit = c2

· 1936 Fermi: Bir sistemin herhangi bir transformasyon (dönüşüm) sırasında enerjisindeki değişiklik, sistemin çevresinden aldığı enerji miktarına eşittir.

· 1941 Keenan: Bir sistem bir çevrim içinde çalıştığında, sistemin son hali hassas olarak ilk haliyle aynıdır; yani, çevreye verilen işlerin toplamı, çevreden alınan ısıların toplamıyla orantılıdır.

· 1950 Koltz: Uzayın sınırlı bir bölgesindeki iç enerji değişimi dE, sistem tarafından absorplanan ısı (dQ) miktarı ve yapılan iş (dW) ile ilişkilidir.

dE = dQ - dW

· 1964 Bazarov: Bir sistemin iç enerjisi, tek-değerli hal fonksiyonudur ve sadece dış eylemlerin etkisi altında değişir.

· 1965 Bent: 

Etoplam = sabit    Etoplam, son hal = Etoplam,ilk hal

· 1971 Lehninger: ‘Sistem + çevre’nin toplam enerjisi sabit olmalıdır.

· 1983 Adkins: 

(1) İzole bir sistemin hali iş yapılarak değiştiriliyorsa gerekli iş miktarı sadece hal değişikliğine bağlıdır; ne işin yapıldığı araçlara ve ne de sistemin ilk ve son hali arasında geçirdiği ara aşamalar bağlıdır.

(2) Enerjinin korunumu prensibi ısı akışının olduğu sistemleri de kapsar.

· 1996 Black, Hartley: Enerji korunan bir özelliktir; ne yaratılabilir ve ne de yok edilebilir,  sadece bir enerji formundan diğerine dönüşebilir.

· 1998 Prigogine, Kondepudi: Bir sistem hal transformasyonuna uğradığında, farklı enerji değişikliklerinin (ısı alış verişi, yapılan iş, vs.) cebirsel toplamı transformasyonun davranışından bağımsızdır; sadece transformasyonun ilk ve son hallerine bağlıdır, (∮dU = 0).

· 1999 Wark, Richards: Kapalı bir sistem (sabit kütle) adyabatik olarak değiştirildiğinde alınan net iş, verilen iki denge hali arasındaki tüm prosesler için aynıdır.

· 2000 Schroeder: 

ΔU = Q + W

ΔU = iç enerji değişimi, Q = sistem ve çevre arasındaki ısı değişimi, W = sisteme veya sistemden yapılan iş

· 2002 Cengel, Boles: Enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir, sadece şekli değişir.

· 2004 Clark: Enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir, ısı ve mekanik iş karşılıklı olarak dönüştürülebilir.

· 2005 Smith, Van Ness, Abbott: Enerji çeşitli formlarda olmasına karşın, toplam enerji sabittir; bir formda kaybolurken aynı anda diğer bir formda ortaya çıkar.

· 2005 Penrose: Prosesten sonraki toplam enerji = prosesten önceki toplam enerji


https://en.wikipedia.org/wiki/First_law_of_thermodynamics

19 Temmuz 2019


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