Termodinamik

İzantropik terimi, entropinin sabit kaldığı bir süreç veya sistemi ifade eder.

Doğal ve zorlanmış konveksiyon, akışkanların hareketiyle gerçekleşen ısı transferi türleridir. Doğal konveksiyon, akışkanın içindeki sıcaklık farklarından dolayı ortaya çıkar. Zorlanmış konveksiyon ise akışkanın hareketinin dış bir kuvvet tarafından yönlendirilmesiyle gerçekleşir.

Grashof sayısı (Gr), sıvıların ve gazların doğal konveksiyon akışlarının karakteristiklerini belirleyen boyutsuz bir sayıdır. Bu sayı, bir akışkanın ısıtılması ve akışın yoğunluk farklarıyla hareket etmesi durumunda ortaya çıkan kuvvetleri ifade eder. Grashof sayısının önemi, özellikle akışkanlar mekaniği ve termodinamik alanlarında yatmaktadır.

Absorpsiyonlu soğutma sistemi, ısı enerjisini kullanarak soğutucu akışkanın basıncını artırır. Çalışma prensibi: 1. Eriyik pompası, amonyaklı su çözeltisini yüksek basınca sıkıştırarak generatöre gönderir. 2. Generatör, çözeltiyi ısıtıp amonyağı sudan ayırır. 3. Kondenser, amonyak buharını yoğuşturarak sıvı hale getirir ve genleşme valfine gönderir. 4. Evaporatör, düşük basınçlı amonyak sıvısını buharlaştırarak ortamdan ısı alır ve soğutur. 5. Absorber, amonyak buharını su ile karıştırarak çözelti haline getirir ve eriyik pompasına gönderir. Absorpsiyonlu soğutma sistemleri, güneş enerjisi, atık ısı veya doğal gaz gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çalışabilir.

Egzozda ısı transferi, genellikle konveksiyon ve radyasyon yoluyla gerçekleşir. 1. Konveksiyon: Egzoz gazlarının sıcak olması, bu gazların çevresindeki hava moleküllerini ısıtarak taşınımına neden olur. 2. Radyasyon: Egzozdan yayılan ısı, koyu renkli veya donuk cisimler tarafından kolayca soğurulurken, açık renkli yüzeyler tarafından yansıtılır. Ayrıca, egzoz sistemlerinde iletim de rol oynar; çünkü egzoz boruları ve çevresindeki bileşenler arasında doğrudan temas sonucu ısı transferi meydana gelir.

Termal enerji, bir maddenin içindeki parçacıkların hareketi nedeniyle artar ve bu hareketi hızlandırmak için sıcaklığın yükseltilmesi gerekir. İşte termal enerjiyi artırmanın bazı yolları: 1. Isı transferi: İletim, konveksiyon ve radyasyon gibi mekanizmalarla ısı enerjisi bir nesneden diğerine aktarılabilir. 2. Kimyasal reaksiyonlar: Kimyasal enerji, kimyasal bağlar kırıldığında açığa çıkar ve bu enerji ısı olarak kullanılabilir. 3. Nanoyapılar: Nanopartiküller ve nanoteller gibi nanoyapılar, termal enerjiyi toplama ve dönüştürme yeteneklerini artırmak için kullanılabilir. Termal enerjinin artırılması, çeşitli alanlarda, özellikle enerji üretimi ve kullanımında verimliliği artırmak için önemlidir.

Termodinamik, makina mühendisliğinde son derece önemlidir çünkü: 1. Enerji Verimliliği: Termodinamik ilkeleri, verimli makineler, sistemler ve süreçlerin tasarlanmasında kullanılır. 2. Motor Tasarımı: Araba motorları gibi motorların ısı enerjisini mekanik işe dönüştürmesi, termodinamik yasalarına dayanır. 3. Enerji Üretimi: Enerji santralleri ve yenilenebilir enerji teknolojilerinin tasarımı, termodinamik bilgi gerektirir. 4. Malzeme İşleme: Döküm, kaynak ve sinterleme gibi işlemlerde termal enerjinin manipülasyonu, termodinamik prensiplerle optimize edilir. 5. Çevre Bilimi: Çevre mühendisleri, enerji kullanımının çevre üzerindeki etkisini anlamak ve azaltmak için termodinamiği kullanır.

TPMD kısaltmasının açılımı, kullanıldığı bağlama göre değişiklik gösterebilir: 1. Thermophysical Problem Database (Türkçe karşılığı: Termofiziksel Problem Veritabanı). 2. Two-Photon Momentum Density (Türkçe karşılığı: İki Fotonlu Momentum Yoğunluğu).

Isıl enerji, bir sistemdeki parçacıkların hareketi ve etkileşimiyle oluşan, sıcaklıkla doğrudan ilişkili bir enerji türüdür. Bu enerji, maddenin iç yapısında var olan kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamını ifade eder ve maddenin sıcaklığı arttıkça artar.

İnce duvarlı ısı değiştiriciler, genellikle levhalı tip olarak adlandırılan ısı değiştiricilerdir. Diğer ince duvarlı ısı değiştirici türleri: - Kanatlı levhalı ve kanatlı borulu: Isı transfer yüzeyini artıran kanatlar sayesinde verimliliği yükseltir. - Spiral borulu: Sarmal şeklinde borular bulunur ve akışkanlar birbirlerine paralel biçimde akar.

Su buharlaşırken gizli buharlaşma ısısı adı verilen enerjiyi alır. Bu enerji, 1 gram suyu sıvı halden buhar haline geçirmek için gereklidir ve yaklaşık 540 kalori/gram olarak hesaplanır.

Entropinin artması genellikle kötü olarak değerlendirilir çünkü bu durum, sistemin düzensizliğinin ve kaosun artması anlamına gelir. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, izole bir sistemde entropi ancak artabilir. Ancak, entropinin artması bazı durumlarda faydalı olabilir; örneğin, enerji dönüşüm süreçlerinde faydasız enerji miktarının artması, sistemin daha verimli çalışmasını sağlayabilir.

Doğal akış, ısınmış akışkanın yükselmesi ve soğuk akışkanın alçalması gibi kendiliğinden oluşan akış türüdür.

Dört temel fizik yasası şunlardır: 1. Kütleçekim kuvveti. 2. Elektromanyetik kuvvet. 3. Güçlü nükleer kuvvet. 4. Zayıf nükleer kuvvet.

Entropi ve termodinamik ikinci yasa yakından ilişkilidir çünkü entropi, termodinamik ikinci yasanın temel kavramlarından biridir. Termodinamik ikinci yasa, enerjinin daha faydalı konumdan daha az faydalı konuma geçtiğini ve bu durumun evrenin entropisinde artışa neden olduğunu belirtir. Entropi, bir sistemdeki düzensizlik veya karmaşıklık seviyesini ölçer ve bu yasayı destekleyen bir termodinamik fonksiyon olarak tanımlanır.

Direkt temaslı ısı değiştiriciler, farklı sıcaklıklara sahip iki akışkanın birbiri ile doğrudan temas ettirildiği cihazlardır. Bu tip ısı değiştiricilerde akışkan akışı genellikle bir pompa, fan veya kompresörle hızlandırılır ve zorlanmış tip ısı iletimi hakimdir. Bazı direkt temaslı ısı değiştirici örnekleri: - soğutma kuleleri (gaz-sıvı teması); - direkt temaslı kondenserler (gaz-sıvı teması); - pnömatik kurutucular (katı-gaz teması).

Q üzeri nokta, "birim zaman başına ısı transferi" veya "ısı transfer oranı" anlamına gelir.

Termodinamiğin 1. yasası diyette doğrudan kullanılmaz, ancak enerji dönüşümü ve korunumu prensipleri genel olarak beslenme ve egzersizle ilgili süreçlerde uygulanabilir. Bu yasaya göre enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez. Diyette bu prensip, tüketilen besinlerin vücutta nasıl işlendiğini ve enerjinin nasıl kullanıldığını anlamak için kullanılabilir. Örneğin, bir diyet programı, alınan kalorilerin egzersiz sırasında harcanan enerjiye eşit olmasını hedefleyebilir.

Superheat terimi iki farklı bağlamda kullanılabilir: 1. Fizikte: Superheat, bir sıvının kaynama noktasının üstüne kadar ısıtılması anlamına gelir. 2. HVAC ve soğutma sistemlerinde: Superheat, bir soğutucu buharının, kompresöre ulaşmadan önce kaynama noktasının üzerinde ısıtılması işlemidir. Optimal performans için, çoğu soğutma ve iklimlendirme sisteminde superheat aralığının 10°F ile 20°F arasında olması önerilir.

Soğutucu gazların özellikleri şunlardır: 1. Buharlaşma Isısı: Soğutucu gazın buharlaşarak ısıyı nasıl transfer ettiğini belirler, yüksek buharlaşma ısısı daha etkili soğutma sağlar. 2. Yoğunluk: Gazın yoğunluğu, sistemin tasarımında önemli bir faktördür, düşük yoğunluk daha az malzeme kullanılarak daha büyük bir soğutma kapasitesi anlamına gelir. 3. Çalışma Basıncı: Soğutucu gazın çalıştığı basınç, sistemin güvenliği ve verimliliği açısından kritik bir parametredir. 4. Çevresel Etkiler: Ozon tabakasına zarar verme potansiyeli ve sera gazı etkisi gibi çevresel etkenler de göz önünde bulundurulmalıdır. 5. Toksisite ve Yanıcılık: Bazı soğutucu gazlar toksik veya yanıcı olabilir, bu nedenle güvenlik önlemleri gerektirir. 6. Maliyet ve Temin Edilebilirlik: Maliyetleri düşük olmalı ve kolaylıkla temin edilebilmelidir.