Termodinamik

C3H8'in kararlı akımlı yanma odasında yanması durumunda, yanma ürünlerinin sıcaklık değeri kuramsal adiyabatik sıcaklık olarak bilinir ve bu değer yaklaşık 1215 K'dir. Hava fazla oranının 1,1 olması, tam yanmanın sağlandığını ve yanma verimliliğinin yüksek olduğunu gösterir.

Steam trap buhar sistemlerinde yoğuşma suyunu ve non-yoğuşabilir gazları tahliye etmek, aynı zamanda buharın kaçmasını önlemek için kullanılan bir cihazdır. Başlıca işlevleri: - Enerji tasarrufu: Yoğuşmanın uzaklaştırılması, buharın gizli ısısının geri kazanılmasını sağlar. - Ekipman koruması: Yoğuşmanın birikmesini önleyerek su darbesi, korozyon ve diğer hasarları engeller. - Süreç verimliliği: Buhar sisteminin istenen sıcaklık ve basınçta çalışmasını sağlayarak üretim sürekliliğini artırır. - Güvenlik: Yoğuşmanın birikmesinden kaynaklanabilecek düzensiz ısınmayı ve potansiyel tehlikeli durumları önler.

Mekanik ve termodinamik farklı alanlarda önemli işlevler üstlenir: 1. Mekanik: Isı motorları, buhar türbinleri, içten yanmalı motorlar gibi enerji dönüşüm sistemlerinin tasarımı ve analizi için kullanılır. 2. Termodinamik: Enerji transferi ve dönüşümüyle ilgilenir ve aşağıdaki alanlarda kullanılır: - Güç üretimi: Elektrik santralleri ve jeneratörler gibi sistemlerin tasarımı ve verimliliği termodinamik prensiplere göre optimize edilir. - Kimya endüstrisi: Reaksiyonların enerji gereksinimleri ve tepkime hızlarının anlaşılması için termodinamik prensipler kullanılır. - Havacılık ve uzay mühendisliği: Jet motorları ve roketler gibi uygulamalarda termodinamik prensipler temel alınır. - Çevre mühendisliği: Enerji verimliliği ve sürdürülebilir enerji kaynakları gibi konularda çevresel etkileri azaltmak için termodinamik prensipleri kullanılır. - Biyoloji: Hücresel metabolizma ve canlı organizmaların işleyişi gibi konularda termodinamik prensipler uygulanır.

Soğutucu akışkan, soğutma çevriminde dört kez kullanılır: 1. Buharlaşma: Soğutucu akışkan, evaporatörde sıvı halde bulunur ve ısıyı ortamdan alarak buharlaşır. 2. Kompresyon: Buharlaşan soğutucu akışkan, kompresör tarafından sıkıştırılır ve basıncı ile sıcaklığı artar. 3. Yoğuşma: Yüksek basınçlı ve sıcak gaz, kondenserde yoğuşarak sıvı hale geçer. 4. Genişleme: Yoğunlaşan sıvı soğutucu akışkan, genişletme vanası aracılığıyla düşük basınca geçer ve tekrar buharlaşma işlemi için uygun hale gelir.

Kütlesi az olan kaptaki suyun sıcaklığı daha fazla artar. Bu durumda, C kapındaki suyun sıcaklığı en fazla artar.

Özısı soruları genellikle Q = mcΔT formülü kullanılarak çözülür. Bu formülde: - Q: Alınan veya verilen ısı (joule veya kalori); - m: Kütle (gram); - c: Özısı (joule/gram.°C); - ΔT: Sıcaklık farkı (son sıcaklık - ilk sıcaklık). Örnek bir çözüm: 1. Soru: 100 g kütleli suyun sıcaklığı 10°C'dir. Sıcaklığın 20°C'ye gelebilmesi için kaç joule ısı verilmesi gerekir? (csu: 4,18 J/g.°C). Çözüm: Q = m c ΔT = 100 4,18 (20 - 10) = 4180 J.

Endergotik ve ekzergotik reaksiyonlar, kimyasal reaksiyonların enerji açısından sınıflandırılmasıdır. Endergotik reaksiyonlar (endotermik), gerçekleşmesi için çevreden enerji emen reaksiyonlardır. Ekzergotik reaksiyonlar (ekzotermik), enerji açığa çıkaran reaksiyonlardır.

Hal değişimi sırasında potansiyel enerji, erime ve kaynama gibi olaylarda artar. Bu süreçte, maddeye verilen ısı, sıcaklık artışından ziyade hal değişimine harcanır ve tanecikler arası çekim kuvveti azalır.

Isı kaybı hesabında U değeri, yapı elemanının toplam ısı geçiş katsayısı olarak kullanılır.

Entropi, farklı bilim dallarında kullanılan bir kavram olup, bir sistemdeki düzensizlik veya rastgelelik seviyesini ifade eder. Başlıca anlamları: - Termodinamikte: Enerji dağılımının homojenliğini ve bir sistemin ısısal enerjisinin nasıl dağıldığını tanımlar. - Bilgi teorisinde: Bir mesajdaki bilgi miktarını ve belirsizliği ölçer, mesajın karmaşıklığını belirler. - Ekolojide: Çevresel düzensizliği ifade eder, ekosistemdeki çeşitliliğin azalmasını ve dengenin bozulmasını gösterir. - Felsefede: Kaosun doğasını ve evrenin belirsizliğini anlamamıza yardımcı olur.

Isı pompasının ana parçaları şunlardır: 1. Kompresör: Soğutucu akışkanı sıkıştırarak sıcaklığını artırır. 2. Evaporatör (Buharlaştırıcı): Düşük sıcaklıktaki akışkanın çevresindeki sıcaklığı çekmesine olanak tanır. 3. Kondansör (Yoğuşturucu): Akışkanın ısısını çevresine ileterek sıvılaşmasını sağlar. 4. Genleşme Valfi: Akışkanın basınç ve sıcaklığını düşürerek süreci tamamlar. Ayrıca, ısı pompalarında soğutucu akışkan ve elektronik kontrol paneli gibi destekleyici parçalar da bulunur.

Isı transferi kanatçıkları, ısı değiştiricilerin (eşanjörlerin) yüzey alanını artırarak ısı transferini optimize eden yapılardır. Temel özellikleri: - Malzeme: Genellikle bakır, alüminyum veya paslanmaz çelik gibi yüksek ısı iletkenliği olan malzemelerden yapılır. - Tasarım: Düz, dalgacıklı, yırtmaçlı veya balıksırtı gibi çeşitli tiplerde olabilir. - Amaç: Borunun dış yüzeyine eklenerek, sıcak veya soğuk akışkanın ısısını dış ortama daha etkin bir şekilde aktarmasını sağlar. Isı transferi kanatçıkları, klima sistemleri, endüstriyel fırınlar, kurutma makineleri ve enerji santralleri gibi birçok alanda kullanılır.

Isı ve sıcaklığın temel ilkeleri TYT sınavında şu şekilde özetlenebilir: 1. Isı: Bir cismin içindeki enerji miktarını temsil eder ve maddeler, atomlarının veya moleküllerinin kinetik enerjileri sayesinde ısı enerjisini içlerinde depolarlar. 2. Sıcaklık: Bir cismin içindeki termal enerji düzeyini ölçer ve termometre ile ölçülür. 3. Termodinamik Yasaları: - Birinci Yasa (Enerji Korunumu İlkesi): Enerji ne yaratılabilir, ne de yok edilebilir, sadece bir formdan diğerine dönüşebilir. - İkinci Yasa (Entropi Kanunu): Isı, doğal olarak yalnızca daha düşük sıcaklığa sahip bir ortamdan daha yüksek sıcaklığa sahip bir ortama aktarılabilir. 4. Isı Alışverişi: Sıcaklıkları farklı iki madde yalıtılmış bir ortama konulduğunda, sıcak maddeden soğuk olana enerji akışı olur ve bu akış, iki maddenin sıcaklıkları eşitlenene kadar devam eder.

Isı ve kütle transferi ders notları aşağıdaki konuları içerebilir: 1. Isı Transferi: Isının üç temel yolla aktarılması: iletim, konveksiyon ve ışıma. - İletim: Katı maddelerde etkili olup, moleküllerin titreşimi ile gerçekleşir. - Konveksiyon: Sıvı ve gaz taneciklerinin hareket ederek ısıyı taşımasıdır. - Işıma: Elektromanyetik dalgalar aracılığıyla gerçekleşir ve maddesel ortama ihtiyaç duymaz. 2. Kütle Transferi: Maddelerin bir fazdan diğerine transferi. - Distilasyon: Birbiri ile karışan bileşiklerin ayrılması. - Gaz absorbsiyonu: Gaz karışımındaki çözünebilme özelliğindeki gazın bir sıvı ile çekilmesi. - Nem giderme: Sıvı fazın, gaz akımından ayrılan bileşen ile aynı bileşimde saf bir madde olması. 3. Isı ve Kütle Transferinin Uygulamaları: Mühendislik ve endüstriyel alanlarda ısı ve kütle transferinin kullanımı.

İzotermal kelimesi, "ısı derecesi değişmeyen, devamlı aynı ısıyı gösteren" anlamına gelir. Dolayısıyla, "izotermal" ve "izotermal" kelimeleri aynı kavramı ifade etmektedir.

Kalorinin diğer adı "kilokalori"dir.

Özısı (c) aşağıdaki formülle hesaplanır: Q = m c ΔT. Burada: - Q: Isı miktarı (joule veya kalori); - m: Maddenin kütlesi (kilogram veya gram); - c: Özısı (J/(kg·K) veya cal/(g·°C)); - ΔT: Sıcaklık değişimi (Kelvin veya Celsius). Örnek hesaplama: 500 gram bakırın sıcaklığını 20°C'den 80°C'ye çıkarmak için gereken ısı miktarını bulmak için: - c = 0,385 J/g°C; - ΔT = 80°C - 20°C = 60°C; - Q = 500 g 0,385 J/g°C 60°C = 11550 J.

Frigorifik kasa ve soğutucu kasa terimleri aynı şeyi ifade eder.

Kanatçık verimi (fin efficiency), bir kanatçık boyunca transfer edilen ısının, bu kanatın tüm uzunluğu boyunca sıcaklığın temel sıcaklığa eşit olması halinde transfer edilecek ısı miktarına oranı olarak hesaplanır. Formül şu şekilde ifade edilebilir: ηf = (Qf / Qmax) Burada: - ηf: Kanatçık verimi; - Qf: Kanatçıktan geçen toplam ısı; - Qmax: Maksimum ısı geçişi.

Termik kelimesi iki farklı anlamda kullanılabilir: 1. Fen Bilimleri Terimi: Isı ve sıcaklık ile ilgili olan. 2. Elektrik Santrali: Katı, sıvı veya gaz hâlindeki fosil yakıtların kimyasal enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü tesis.