Termodinamik

Entalpinin formülü H = U + Pv şeklindedir. Bu formülde: H entalpi, U maddenin iç enerjisi, P basınç, V ise hacimdir.

Hayır, sıcaklık bir enerji değildir. Sıcaklık, bir maddeyi oluşturan taneciklerden ortalama hareket (kinetik) enerjisini ifade eden bir değerdir. Enerji ise bir cisimden diğerine aktarılan ısı şeklinde tanımlanabilir.

Isı transferi kanatçıkları, bir yüzeyden ısı transferini artırmak için kullanılan genişletilmiş yüzeylerdir. Kanatçıklar, ısı transferini şu şekillerde artırır: Yüzeyin taşınıma maruz kalan alanını genişletir. Düşük ısı iletim katsayısına sahip gazların (örneğin hava) daha etkin bir şekilde ısı transferine katılmasını sağlar. Kanatçıklı yüzeyler, özellikle düşük ısı transfer katsayısı içeren uygulamalarda, sıvı yerine gaz ortam ve doğal taşınım yerine zorlanmış taşınım ile ısı transferinin iyileştirilmesinde kullanılır. Kanatçık malzemeleri: Alüminyum; Bakır; Paslanmaz çelik; Karbon çelik. Kanatçık türleri: Düz kanatlar; Dalgacıklı kanatlar; Delikli kanatlar; Ofset yüzgeç; İnce panjurlu.

Endergotik ve ekzergotik reaksiyonlar, serbest enerji değişimine göre tanımlanan kimyasal reaksiyon türleridir. Ekzergotik Reaksiyonlar: Dış ortama enerji salınımı yapan reaksiyonlardır. ΔG < 0 (Gibbs serbest enerji değişimi) olduğu için kendiliğinden gerçekleşirler. Örnekler: Hücre solunumu, ATP'nin parçalanması. Endergotik Reaksiyonlar: Ortamdan enerji alan reaksiyonlardır. ΔG > 0 olduğu için gerçekleşmesi için enerji gereklidir. Örnekler: Fotosentez, protein sentezi.

Isı pompasının ana parçaları şunlardır: 1. Kompresör: Buhar halindeki soğutucu akışkanı sıkıştırarak basıncını ve sıcaklığını artırır. 2. Genleşme Valfi (Kısılma Vanası): Akışkanı tekrar düşük basınca düşürerek evaporatöre hazırlar. 3. Buharlaştırıcı (Evaporatör): Doğal ortamdan alınan ısıyı soğutucu akışkana transfer eder. 4. Yoğuşturucu (Kondenser): Yüksek sıcaklıkta olan buhar halindeki akışkanı sıvılaştırır ve ısıyı ortam ya da ısıtılacak alana aktarır. Bu parçalar, ısı pompasının enerjiyi bir kaynaktan diğer kaynağa aktarmasını sağlar.

Potansiyel enerji, hal değişimi sırasında genellikle azalır. Ancak, bazı istisnalar vardır: Suyun donması sırasında potansiyel enerji artar. Buhardan suya yoğuşma sırasında potansiyel enerji azalır.

Soğutucu akışkan, soğutma çevriminde sürekli olarak kullanılır ve bu süreç, sürekli tekrar eden bir döngü oluşturur. Bu döngü şu adımlardan oluşur: 1. Kompresör: Soğutucu akışkanı sıkıştırarak sıcaklığını artırır. 2. Kondenser: Sıkıştırılmış gaz halindeki soğutucu akışkanın ısısını ortama bırakarak sıvı hale geçmesini sağlar. 3. Genleşme valfi: Soğutucu akışkanın basıncını düşürerek düşük sıcaklıkta buharlaşmasını sağlar. 4. Evaporatör: Soğutucu akışkanın buharlaşarak ortamdan ısı çekmesini sağlar. Bu süreç, soğutucu akışkanın sürekli buharlaşma ve yoğuşma süreçlerinden geçmesiyle devam eder.

Entropi, bir sistemdeki düzensizlik ve rastgelelik miktarının ölçüsüdür. Bazı anlamları: Fizikte, bir sistemin mekanik işe dönüştürülemeyecek termal enerjisini temsil eder. Bilgi kuramında, bir iletinin bilgi içeriğini ölçer. İstatistikte, bir sistemin girebileceği mikroskobik durumların sayısını ifade eder. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, evrenin toplam entropisi ya sabit kalır ya da artar.

Mekanik ve termodinamik farklı alanlarda çeşitli işlevlere sahiptir: Mekanik: Kuvvet, yer ve zaman gibi kavramlarla sistemler arasındaki enerji değişimlerini inceler. Enerji dönüşümü ve hareket prensiplerini araştırır. Mühendislik alanında, özellikle makine tasarımı ve motorlar gibi sistemlerde uygulanır. Termodinamik: Isı, enerji, sıcaklık ve iş arasındaki ilişkileri inceler. Enerji dönüşümü ve verimlilik konularını araştırır. Enerji santralleri, motorlar, ısı pompaları ve beyaz eşyalar gibi birçok alanda kullanılır. Her iki bilim dalı da, doğanın temel yasalarını anlayarak, enerji ve hareketin çeşitli sistemlerdeki davranışlarını optimize etmeye yardımcı olur.

Öz ısı ile ilgili soru çözmek için aşağıdaki adımlar izlenebilir: 1. Formülü bilmek: Öz ısı ile ilgili sorular genellikle Q = mcΔT formülü ile çözülür. Bu formülde: Q verilen ısıyı, m maddenin kütlesini, c maddenin öz ısısını, ΔT sıcaklık değişimini (son sıcaklık - ilk sıcaklık) ifade eder. 2. Verileri toplamak: Soruda verilen değerleri formüle yerleştirin. 3. Hesaplama yapmak: Formüldeki değerleri yerine koyarak gerekli hesaplamaları yapın. Örnek soru çözümü: Soru: Kütlesi 30 g olan bir gümüş külçenin sıcaklığını 15 °C’den 80 °C’ye çıkarmak için kaç J ısı gereklidir? (Gümüşün öz ısısı 234 J/kg°C’dir). Çözüm: m = 30 g = 0,03 kg. ΔT = 80 °C – 15 °C = 65 °C. Q = 0,03 kg × 234 J/kg°C × 65 °C = 456,3 J. Öz ısı ile ilgili daha fazla soru ve çözüm için fizikdersi.gen.tr ve derslig.com gibi kaynaklar kullanılabilir.

Özdeş kaplarda, eşit miktarda su ve özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtma işleminde, kütlesi az olan suyun sıcaklığı daha fazla artar. Bu durumda, D seçeneğindeki kaptaki suyun sıcaklığı en fazla artar. Çünkü kütle ve sıcaklık artışı ters orantılıdır.

Isı kaybı hesabında toplam ısıl geçirgenlik katsayısı (U) kullanılır. U değeri, farklı malzeme katmanlarından oluşan yapı elemanının 1 m²’sinden birim zamanda geçen ısı miktarını ifade eder. U değeri, malzemelerin ısıl iletkenlik hesap değeri (λ) ve ısı geçiş yönündeki kalınlığına bağlıdır. Isı kaybı hesaplamalarında kullanılan U değeri, Alman normu DIN 4701 ve TS 825 standardına göre belirlenir.

Kalorinin diğer adı, kullanıldığı bağlama göre değişiklik gösterebilir: Kilokalori (kcal). Fiziksel kalori. Küçük kalori (cal). Ayrıca, kombilerde kullanılan kalori birimi, 1 kg suyun sıcaklığını 1 °C yükseltmek için gereken enerji miktarı olarak tanımlandığı için BTU (British Thermal Unit) olarak da adlandırılır.

Frigorifik kasa ile soğutucu kasa aynı anlama gelir. Frigorifik kasa, sıcaklık hassasiyeti olan ürünlerin taşınmasında kullanılan, iç ortam sıcaklığını belirli bir aralıkta tutan yalıtımlı ve soğutmalı araç üstü yapıdır. Soğutucu kasa hakkında ise bilgi bulunamamıştır.

TYT düzeyinde ısı ve sıcaklığın temel ilkeleri şunlardır: Isı: Sıcaklıkları farklı olan maddeler arasında, sıcaklık farkından dolayı transfer edilen enerji türüdür. Isı, bir enerji aktarımıdır ve iş gibi sistemlere enerji kazandırabilir. Isı, iletim, taşınım ve ışıma yoluyla yayılır. Isı, kalorimetre ile ölçülür ve birimi kalori (cal) veya Joule'dür (J). Isı, madde miktarına bağlıdır. Sıcaklık: Maddelerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Sıcaklık, termometre ile ölçülür ve birimi Celsius (°C), Fahrenheit veya Kelvin (K) olabilir. Sıcaklık, madde miktarına bağlı değildir. Ek ilkeler: Isı alışverişi, sıcak cisimden soğuk cisme doğru gerçekleşir ve alınan ısı, verilen ısıya eşittir. Hal değişimi sırasında maddenin sıcaklığı değişmez, ancak iç enerjisi değişir.

Evet, izotermal ve izotermal aynı anlama gelir. İzotermal, "eşit ısıda olan", "eşsıcak", "izotermik" ve "eşit sıcaklıkta olan" gibi anlamlara gelir.

Öz ısı (c) aşağıdaki formülle hesaplanır: c = Q / mΔT. Bu formülde: Q termal enerjiyi (ısı miktarını) ifade eder; m kütleyi belirtir; ΔT sıcaklık farkını (son sıcaklık - ilk sıcaklık) gösterir. Öz ısı birimi, kullanılan birim sistemine göre J/gK, J/goC veya Cal/goC gibi şekillerde ifade edilir.

Isı ve kütle transferi ders notları için aşağıdaki kaynaklar kullanılabilir: acikders.ankara.edu.tr sitesinde, "Isı ve Kütle Transferi" dersinde kullanılan, Y.A. Çengel'in "Isı ve Kütle Transferi: Pratik Bir Yaklaşım" adlı kitabının ilgili bölümleri bulunmaktadır. adm.atauni.edu.tr sitesinde, "GM 204 – Isı ve Kütle Transferi" ders sunumu yer almaktadır. web.hitit.edu.tr sitesinde, Dr. Hülya Çakmak'ın ders notlarına ulaşılabilir. ktun.edu.tr sitesinde, "Isı Transferi" ders içeriği yer almaktadır. Ayrıca, "Isı ve Kütle Transferi 2. hafta ders anlatımı" başlıklı bir YouTube videosu da mevcuttur.

Isı pompası ile tohda aynı değildir. Isı pompası, ortamdan doğal ısıyı alıp daha yüksek bir sıcaklık ve basınca dönüştürerek ısıtma, soğutma ve sıcak su sağlamak için kullanılan bir cihazdır. Tohda ise, belgelerde veya kaynaklarda bahsedilen bir terim değildir ve bu nedenle ısı pompası ile bir karşılaştırması yapılamamaktadır. Daha fazla bilgi için ısı pompası hakkında genel bilgiler sunan kaynaklara başvurabilirsiniz.

Termodinamik ve mekanik arasındaki fark şu şekilde açıklanabilir: Termodinamik, ısı, iş, sıcaklık ve enerji arasındaki ilişkileri inceleyen bir fizik dalıdır. Mekanik, hareketin ve kuvvetin bilimidir. Termodinamik, enerjinin bir biçimden diğerine dönüşürken bir miktarının kullanılamaz hale geldiğini ifade eden ikinci yasa gibi kavramlara sahipken, mekanik, eylemsizlik ilkesi ve Newton'un hareket yasaları gibi kavramları içerir.