Termodinamik

Joule-Thomson genleşmesinin nedeni, bir gazın basınç değişimi sonucu sıcaklık değişimine uğramasıdır. Bu durum, gaz moleküllerinin potansiyel enerjisi ile kinetik enerjisi arasındaki değişim nedeniyle gerçekleşir. Joule-Thomson genleşmesi, gazın türüne, başlangıç basıncına ve sıcaklığına bağlı olarak farklı sonuçlar verebilir.

Ekzotermik ve endotermik tepkimelerde sıcaklık şu şekilde değişir: Ekzotermik tepkimelerde sıcaklık artar. Endotermik tepkimelerde ise sıcaklık azalır.

Gibbs enerjisi (G) ve entalpi (H) arasındaki ilişki, Gibbs serbest enerji denklemi ile ifade edilir: G = H - TS. Bu denklemde: G: Gibbs enerjisi, H: Entalpi, T: Kelvin sıcaklığı, S: Entropi değeridir. Gibbs enerjisi, bir sürecin sabit basınç ve sıcaklık koşullarında kendiliğinden gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini tahmin etmek için kullanılır.

Zamanın akışının tek yönlü olmasının nedeni, termodinamiğin ikinci yasasında yer alan entropi kavramıyla açıklanır. Entropi: Bir sistemdeki düzensizliğin ölçüsüdür. Tek yönlü akış: Zaman, entropinin arttığı yöne doğru akar; yani düzensizlik artar. Örneğin, sıcak bir bardak suyun zamanla soğuması, entropinin artmasıyla bağlantılıdır. Ayrıca, evrenin Büyük Patlama'dan sonra sürekli genişlemesi ve kullanılabilir enerjinin ısıya dönüşmesi de entropinin artmasına neden olur. Fizik yasaları, zamanda ileri ve geri hareketi matematiksel olarak eşit şekilde tanımlar. Bazı bilim insanları, zamanın farklı yönlerde aktığı "paralel evrenler" olabileceğini öne sürmektedir.

Öz ısısı en az olan madde hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, bazı maddelerin öz ısıları hakkında bilgi verilebilir: Cıva: 0,033 cal/g°C. Kurşun: 0,031 cal/g°C. Baryum: 0,045 cal/g°C. Kripton: 0,074 cal/g°C. Alüminyum: 0,217 cal/g°C. Magnezyum: 0,26 cal/g°C. Bor: 0,58 cal/g°C. Zeytinyağı: 0,47 cal/g°C. Naftalin: 0,41 cal/g°C. Su: 1,00 cal/g°C. Öz ısı, maddenin miktarına bağlı olarak değişmez.

Evaporatörler ve kondenserler, soğutma sistemlerinde birlikte çalışarak ısı transferi ve döngüsel süreci sağlar. Evaporatörlerin kondenserlere bağlanmasının nedenleri: Isı transferi: Evaporatörler, çevrelerindeki ortamdan ısı alarak sıvı soğutucuyu buharlaştırır. Enerji verimliliği: Bu süreç, enerji tasarrufu sağlar ve kompresörün iş yükünü azaltır. Sistem performansı: Evaporatör ve kondenserin birlikte çalışması, soğutma sisteminin performansını artırır ve sistemin verimli çalışmasını sağlar.

Kimya hidrasyon ısısı, çimentonun su ile reaksiyonu sırasında açığa çıkan ısıdır; bu, ekzotermik bir süreçtir. Hidrasyon ısısı, çimento bileşenlerine göre değişiklik gösterir; örneğin, trikalsiyum alüminat (C3A) en fazla ısıyı üretirken, dikalsiyum silikat (C2S) en az ısıyı üretir.

Carnot teoremi, farklı alanlarda farklı şekillerde ispatlanabilir. İşte iki örnek: 1. Geometrik İspat: - Öklid geometrisinde, çevrel merkez D'den herhangi bir ABC üçgeninin kenarlarına işaretli mesafelerin toplamının, çevrel çemberin ve iç teğet çemberin yarıçaplarının toplamına eşit olduğunu gösterir. - İspat için, üçgenin iç bölgesinde rastgele bir noktadan kenarlara dikmeler çizilir ve bu dikme parçalarının ardışık atlayarak kareleri alınır, ardından toplama işlemi yapılır. 2. Termodinamik İspat: - Carnot teoremi, termodinamiğin ikinci yasasının bir sonucudur. - İspat, bir ısı motorunun verimliliğinin, sıcak ve soğuk rezervuar sıcaklıklarına bağlı olarak sınır olmadığını ve tersine çevrilebilir bir Carnot motoru ile aynı iki rezervuar arasında çalışan herhangi bir ısı motorundan daha yüksek olamayacağını göstererek yapılır. Carnot teoreminin ispatları hakkında daha fazla bilgi için aşağıdaki kaynaklara başvurulabilir: Wikipedia: Carnot teoremi (iç yarıçap, dış yarıçap). YouTube: Carnot teoremi ispatı. ozeldersci.com: Carnot teoremi ispatı.

Isı ve kütle transferi, aşağıdaki şekillerde anlatılabilir: Isı transferi: İletim (kondüksiyon). Taşınım (konveksiyon). Işınım (radyasyon). Kütle transferi: Difüzyon ve konvektif taşıma. Astrofizikte kütle transferi. Isı ve kütle transferi konuları, YouTube'da Doç. Dr. Korkut Açıkalın'ın ders anlatım videolarıyla da ele alınmaktadır.

Hayır, faz ve bileşen aynı şey değildir. Faz, bir malzemenin fiziksel özelliklerinin her noktada aynı olduğu bölgedir. Bileşen ise, bir sistemin kimyasal bileşenlerini ifade eder. Dolayısıyla, faz ve bileşen farklı kavramlardır; faz, fiziksel özelliklerle ilgiliyken bileşen, kimyasal yapı ile ilgilidir.

Hayır, öz ısı ve sıcaklık doğru orantılı değildir. Öz ısı (c) ile sıcaklık değişimi (Δt) ters orantılıdır.

Soğutma sisteminin ana görevi, bir ortamın veya yüzeyin sıcaklığını düşürmek ve istenilen seviyede tutmaktır. Soğutma sistemleri, ısı transferi prensiplerine dayanır ve ısıyı bir kaynaktan alıp başka bir ortama taşır. Soğutma sistemlerinin diğer görevleri aşağıda verilmiştir: Ortam sıcaklığını kontrol altında tutmak. Ürünlerin bozulmasını önlemek. Konforlu yaşam alanları oluşturmak. Enerji verimliliği sayesinde maliyetleri düşürebilmek.

İç enerji, bir maddenin taneciklerinin öteleme, dönme, titreşim gibi hareketlerinden kaynaklanan kinetik enerji ile fiziksel ya da kimyasal bağları veya nükleonları bir arada tutan kuvvet gibi etkileşimlerinin enerjilerinin toplamını ifade eden kavramdır. İç enerji ile ilgili bazı özellikler: Sembol: U ile gösterilir. Birim: Joule (J) olarak ölçülür. Değişkenlik: Madde miktarına, sıcaklığa ve cinsine bağlı olarak değişir. Ölçüm: Doğrudan ölçülemez, ancak iç enerjideki değişim ölçülebilir. Artış ve Azalış: Sisteme ısı verildiğinde veya sisteme iş yapıldığında iç enerji artar; sistem ısı verdiğinde veya sistem iş yaptığında iç enerji azalır.

Genleşme vanası, soğutucu akışkanın basıncını istenilen buharlaştırıcı basıncına düşürmeye yarayan bir sistem elemanıdır. Başlıca işlevleri: Kompresörde sıkıştırılan soğutucu akışkan, yoğuşturucuda ısı vererek sıvı hale geldikten sonra genleşme vanasına gelir. Genleşme vanası sayesinde, soğutucu akışkanın basıncı buharlaştırıcı basınç seviyesine düşer. Soğutma sisteminin temel fonksiyonunu yerine getirebilmesi için, soğutucu akışkanın sıvı formdan gaz forma dönüştürülerek ortam soğutmasının etkin biçimde gerçekleştirilmesini sağlar.

Saf maddelerin termokimyasal verileri arasında şunlar bulunur: Doyma sıcaklığı (Tdoyma): Verilen bir basınçta saf maddenin faz değişimlerine başladığı sıcaklıktır. Doyma basıncı (Pdoyma): Verilen bir sıcaklıkta, saf maddenin faz değişimlerine başladığı basınçtır. Gizli ısı: Faz değişimi süreci boyunca alınan veya verilen enerjinin miktarıdır. Gizli füzyon ısısı: Erime süresince emilen enerjinin miktarına denir ve donma süresince ortama verilen enerjiye eşittir. Gizli buharlaşma ısısı: Buharlaşma süresince çekilen enerjiye gizli buharlaşma ısısı denir ve yoğunlaşma sırasında açığa çıkan enerjiye eşittir. Ayrıca, saf maddelerin termodinamik özelikleri genellikle tablolar aracılığıyla verilir.

Artık ısı, genellikle enerji dönüşüm süreçleri sırasında oluşur. Artık ısının bazı oluşum nedenleri: Endüstriyel süreçler. Taşıtlar. Elektronik cihazlar. İnsan faaliyetleri. Enerji üretim santralleri.

Sıcaklıkla ilgili bazı sorular: Aşağıdakilerden hangisi, yükseltiye bağlı olarak sıcaklığın değişmesine örnek gösterilemez?. Bitki örtüsünün kuşaklar oluşturması. Dağların yüksek kesimlerinde basıncın azalması. Yükselen hava kütlesinin yağış bırakması. Bir yamaç boyunca alçalan havanın bağıl neminin azalması. Aynı yörede alçak yerlerde yağmur, yüksek yerlerde ise kar yağması. Sıcaklıkları 50 °C ve 80 °C olan eşit hacimdeki sular karıştırıldığında son sıcaklıkları ne olur?. 45 °C. 65 °C. 75 °C. Aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?. Isı bir enerji çeşididir. Isı veren katı maddenin sıcaklığı artar. 30 °C sıcaklığın iki katı 60 °C sıcaklıktır. Sıcaklığın birimi kaloridir. Bir kap içerisindeki +4 °C deki bir miktar su, 0 °C'de buz haline geldiğinde; I. Özkütle, II. Kütle, III. Hacim niceliklerinden hangileri artar?. Yalnız I. Yalnız III. I ve II. I ve III. I, II ve III. Deniz seviyesinde, ısıca yalıtılmış bir kaptaki suya, bir parça buz atıldığında buzun yarısı eridikten sonra ısıl denge sağlanıyor. Buna göre, I. Suyun ilk sıcaklığı 0 °C'nin üzerindedir. II. Buzun ilk sıcaklığı 0 °C'nin altındadır. III. Isıl denge sıcaklığı 0 °C'dir. yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur?. Yalnız I. Yalnız II. Yalnız III. I ve II. I ve III.

Mutlak sıcaklığın alt sınırı 0 Kelvin (0 K) veya -273,15 °C'dir. Bu sıcaklık, maddenin tüm termal hareketinin durduğu ve moleküllerin titreşimini tamamen kaybettiği teorik bir noktadır.

Hayır, hal değişimi sırasında sıcaklık değişmez. Hal değişimi sırasında, bir maddenin sıcaklığı (moleküllerinin ortamdaki kinetik enerjisi) değişmez, ancak iç enerjisi değişir.

Gibbs enerjisinin (ΔG) negatif olması, reaksiyonun kendiliğinden (dış enerji girişi olmadan) gerçekleşebileceğini gösterir. Gibbs enerjisinin işareti, reaksiyonun kendiliğindeliği hakkında şu bilgileri sağlar: ΔG < 0 (negatif): Süreç kendiliğinden (ekzergonik) olup dış enerji girişi olmadan gerçekleşebilir. ΔG = 0: Sistem denge durumundadır ve net bir değişim yoktur. ΔG > 0 (pozitif): Süreç kendiliğinden olmayan (endergonik) olup ilerlemek için enerji girişi gerektirir.