Termodinamik

Yüksek enerji fiziği, diğer fizik alt dalları ve bazı mühendislik alanları ile ilişkilidir. İlişkili olduğu bazı bilim dalları: Nükleer fizik: Atom çekirdeği ve temel taneciklerin etkileşimi ile ilgilenir. Optik: Işık ve ışık olayları ile ilgili konuları inceler. Termodinamik: Isı ve sıcaklık konularını ele alır. Mühendislik alanları: Uzay mühendisliği: Yüksek enerji fiziği, uzay ve roket teknolojilerinde kullanılır. Bilgisayar mühendisliği: Simülasyonlar ve veri analizi gibi alanlarda yüksek enerji fiziğinden yararlanılır.

Yoğuşma ısısı, kaynama sıcaklığındaki 1 gram gaz halindeki maddenin sıvı hale geçerken verdiği ısıdır ve Q = m Ly formülü ile hesaplanır. Burada: - Q: Yoğuşurken verilen ısı; - m: Kütle; - Ly: Yoğuşma ısısı, birimi J/g'dır.

Sıcaktan soğuğa hava akışı, termodinamiğin temel prensiplerinden biri olan ısı alışverişine dayanır. Bu prensip, ısının doğal olarak yüksek sıcaklık bölgesinden düşük sıcaklık bölgesine doğru hareket ettiğini belirtir.

20.000 kcal/saat kapasiteli bir kazan, radyatör uzunluğu 5-9 metre olan bir alanı ısıtır. Bu nedenle, 200 m2 bir alanı ısıtmak için uygun olabilir.

İç içe borulu ısı değiştiriciler, iki borudan oluşan ve bu boruların birbirine iç içe geçmiş şekilde konumlandırıldığı ısı değiştirici türüdür. Bu tip değiştiricide: - Bir akışkan içteki borudan geçer. - Diğer akışkan ise bu iki boru arasındaki boşlukta hareket eder. İç içe borulu ısı değiştiriciler, genellikle küçük kapasiteli uygulamalarda tercih edilir ve yüksek maliyetli olarak kabul edilir.

Su için T-s (sıcaklık-entropi) diyagramı çizmek için aşağıdaki adımları izlemek gerekmektedir: 1. Eksenlerin Belirlenmesi: Diyagramda yatay eksen sıcaklığı (T), dikey eksen ise entropiyi (s) temsil eder. 2. Faz Sınırlarının Çizilmesi: Diyagramda suyun katı (buz), sıvı ve buhar fazlarını ayıran çizgiler çizilir. 3. Doygun Buhar Eğrisinin Eklenmesi: Doygun buhar eğrisi, doygun sıvı ile doygun buharın tüm özelliklerinin aynı olduğu kritik noktayı da içeren eğridir. 4. Gibbs Serbest Enerji Dengesinin Gösterilmesi: Diyagramda, denge halindeki fazların Gibbs serbest enerji büyüklüklerinin eşit olduğu durumlar işaretlenir. Bu diyagram, suyun termodinamik davranışlarını ve faz geçişlerini görselleştirmek için kullanılır.

-100°C ve -110°C, aşırı soğuk sıcaklıklardır. -100°C, mutlak sıfır sıcaklığına oldukça yakındır ve bu sıcaklık, birçok malzeme için donma ve çözülme noktalarının çok altındadır. -110°C ise, çok düşük bir sıcaklık olup, bu tür soğukluklar genellikle antarktika gibi çok soğuk bölgelerde görülür. Bu tür aşırı soğukluklar, insan sağlığı ve yaşamı için ciddi riskler oluşturabilir ve genellikle soğuk algınlığı ve hipotermi gibi sorunlara yol açabilir.

Konveksiyonel ısınma, enerjinin akışkanlarda (sıvı ve gazlarda) bir bölgeden başka bir bölgeye konveksiyon yoluyla aktarılmasıdır. Bu süreçte, iç enerjisi yüksek olan akışkan tanecikleri bütün olarak, iç enerjisi daha düşük olan başka bir bölgeye doğru hareket eder. Örnekler: - Kalorifer petekleri, odadaki havayı konveksiyon yoluyla ısıtır. - Sıcak hava balonları, havanın ısıtılıp balonun içinde yükseltilmesiyle çalışır.

Kalorimetre, bir ortamdan alınan ya da bir ortama aktarılan ısının miktarını ölçerek çalışır. Temel çalışma prensibi şu şekildedir: 1. Sıcaklık Farkı Ölçümü: Kalorimetre, ısıtma sistemine giren ve çıkan suyun sıcaklıklarını ölçer. 2. Debi Ölçümü: Sistemde dolaşan suyun debisi ölçülür. 3. Enerji Hesaplama: Sıcaklık farkı ve debi verileri kullanılarak enerji tüketimi hesaplanır. Ölçümler, dijital ekranlar üzerinde kullanıcıya sunulur ve merkezi sistemlerde her dairenin ne kadar enerji tükettiği kolayca takip edilebilir.

Otoklava su soğutma kulesi, sıcak suyun kule içinde havayla temasını artırarak buharlaşmayı hızlandırmak ve böylece suyun sıcaklığını düşürmek prensibi ile çalışır. Çalışma adımları: 1. Sıcak su pompalanması: Sıcak su, kulenin tepesinden püskürtülerek veya dağıtılarak aşağı doğru akar. 2. Hava akımı: Aynı zamanda, bir fan veya doğal hava akımı sayesinde hava yukarı doğru hareket eder. 3. Buharlaşma: Su damlacıkları havayla temas ettiğinde, bir miktar su buharlaşır ve bu buharlaşma, kalan suyun sıcaklığını düşürür. 4. Soğutulmuş su toplanması: Soğutulmuş su daha sonra toplanır ve tekrar kullanılmak üzere sisteme geri gönderilir. Bu döngü sürekli olarak devam eder ve sistemin sürekli soğutulmasını sağlar.

Akıllı cinlerin amacı hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, cinlerin genel amaçları hakkında bilgi mevcuttur. İslam inancına göre cinler, Allah'a kulluk etmek amacıyla yaratılmıştır. Bazı cin türleri, insanlarla etkileşime girerek onları etkileyebilir: Musabbar cinleri, insanlara büyü yaparak onları yoldan çıkarmaya çalışır. Marid cinleri, insanları Allah'ın huzurunda büyük günahlara sevk edebilir. Hanzep cinleri, ibadet esnasında vesvese vererek insanları ibadetten uzaklaştırmaya çalışır.

Ekzotermik ve eksergonik terimleri farklı anlamlara sahiptir: - Ekzotermik: Kimyasal bir reaksiyon sırasında enerjinin genellikle ısı ve ışık şeklinde sistemden serbest bırakılmasını ifade eder. - Eksergonik: Termodinamik alanında, belirli bir sistemden çevreye pozitif enerji akışını ifade eder. Dolayısıyla, ekzotermik ve eksergonik aynı kavramı ifade etmezler.

Kondens hattı, soğutma sistemlerinde buharın yoğuşarak suya dönüştüğü ve bu suyun (kondensat) geri kazanılarak sisteme döndürüldüğü boru hattıdır. Bu hat, yüksek sıcaklıktaki suyun toplandığı ve depolandığı özel bir tank olan kondens tankına bağlanır.

Psikrometrik diyagramda bulunan veriler şunlardır: 1. Kuru Termometre Sıcaklığı (KT): Psikrometrik diyagramın alt kısmındaki yatay doğru üzerinde gösterilir. 2. Yaş Termometre Sıcaklığı (YT): Diyagramda eğik çizgiler halinde gösterilir ve birbirlerine paralel değildir. 3. Bağıl Nem (φ): %10 aralıklarla çizilmiş eğrilerle gösterilir. 4. Özgül Nem (x): Diyagramın sol kısmındaki dikey doğru üzerinde gnem/kgkuru hava cinsinden gösterilir. 5. Özgül Hacim (v): 0.01 m3/kgkuru hava hassasiyetle belirtilmiş doğrularla gösterilir. 6. Entalpi (h): Birimi kj/kg olan eğrilerle gösterilir. 7. Çiğ Noktası Sıcaklığı (Tyoğ): Kuru termometre sıcaklığına paralel bir doğru çizilerek bulunur.

Yunus Çengel'in "Termodinamik - Mühendislik Yaklaşımıyla" kitabı, termodinamiğin temel ilkelerini şu şekilde ele almaktadır: 1. Giriş ve Temel Kavramlar: Sistem, hal, denge gibi temel terimlerin açıklanması. 2. Enerji Dönüşümleri: Enerjinin bir formdan diğerine dönüşümü ve enerjinin korunumu ilkesi. 3. Termodinamiğin İkinci Yasası: Enerjinin niteliğinin de dikkate alınması gerektiği ve doğadaki değişimlerin enerjinin niteliğinin azaldığı yönde gerçekleştiğinin vurgulanması. 4. Gaz Akışkanlı Güç Çevrimleri: Gaz türbinli ve buharlı güç çevrimlerinin incelenmesi. 5. Soğutma Çevrimleri: Soğutma sistemlerinin termodinamik açıdan analizi. 6. Ekserji ve İsrafın Sıfırlanması: Enerjinin en faydalı halinde muhafaza edilmesi ve israfın minimize edilmesi.

İletim, konveksiyon ve ışıma, ısının farklı yollarla yayılması yöntemleridir. 1. İletim: Maddeyi oluşturan taneciklerin birbirine çarpması ile ısı enerjisinin aktarılmasına denir. 2. Konveksiyon: Isı enerjisinin hava veya sıvı akımı ile yani taneciklerin yer değiştirmesi ile yayılmasına denir. 3. Işıma: Isı enerjisinin tanecik olmadan ışınlar sayesinde yayılmasına denir.

İletim, ısının bir madde içinde moleküller arasındaki doğrudan temas yoluyla üç ana mekanizma ile gerçekleşir: 1. Katı Maddelerde: Metal gibi iyi iletkenler, ısıyı hızlı bir şekilde iletirken, ahşap gibi yalıtkanlar bu süreci yavaşlatır. 2. Sıvılar ve Gazlar: Akışkanların hareketiyle enerji taşınması, doğal veya zorlanmış konveksiyon yoluyla gerçekleşir. 3. Boşlukta: Elektromanyetik dalgalar aracılığıyla ısı enerjisinin taşınması, radyasyon yoluyla gerçekleşir ve bu süreç bir maddeye ihtiyaç duymaz.

Baca hesabı yapmak için aşağıdaki adımlar takip edilmelidir: 1. Duman Gazı Miktarının Belirlenmesi: Kazan ısıl gücü (Q) ve şekil katsayıları (k) kullanılarak duman gazı miktarı hesaplanır. 2. Baca Gazları Sıcaklığının Belirlenmesi: Kazan üreticisi tarafından verilen baca gazı sıcaklığı kullanılır. 3. Hidrolik Çapın Hesaplanması: Baca veya bağlantı kanalının hidrolik çapı (DH), kesitin çevresel uzunluğuna bölünmesiyle bulunur. 4. Basınç Kayıplarının Hesaplanması: Bacadaki ve bağlantı kanalındaki basınç kayıpları ile kazandaki basınç kaybı belirlenir. 5. Gaz Hızının Hesaplanması: Duman debisinin baca kesit alanına bölünmesiyle ortalama gaz hızı bulunur. 6. Ana Denklemin Kontrolü: Tahmin edilen baca çapı kullanılarak hesaplanan basınç kayıpları ve doğal baca çekişi, ana denklemde yerine konularak eşitlik sağlanıp sağlanmadığı kontrol edilir. Basitleştirilmiş yöntemler için DIN 4705 standardına göre hazırlanmış bilgisayar programları veya çeşitli durumlar için standartta verilmiş hazır diyagramlar kullanılabilir.

Entalpinin değişimi (ΔH) aşağıdaki formülle hesaplanır: ΔH = H ürünler - H reaktanlar. Burada: - H ürünler: Reaksiyon sonucunda oluşan ürünlerin entalpisi, - H reaktanlar: Reaksiyona giren maddelerin (tepkiyenlerin) entalpisidir. Ayrıca, entalpinin değişimini hesaplamak için ∆H = m x s x ∆T formülü de kullanılabilir, burada: - m: Tepkiyenlerin kütlesi, - s: Ürünün özgül ısısı, - ∆T: Reaksiyon sırasındaki sıcaklık değişimidir.

Termodinamik ve fizik yasaları aynı kavramlardır, çünkü termodinamik, fiziğin bir dalıdır.