Termodinamik

Ekserjik verim, bir sistemin ürettiği faydalı işlerin, aynı amaçlar için kullanılan sistem, kütle akışı veya enerji kaynaklarının toplam potansiyel ekserjisine oranını ifade eder. Bu terim, enerjinin ne kadar verimli kullanıldığını ve çevre kirliliğini gösteren bir ölçüttür.

Standart oluşum entalpisi, 1 atmosfer basınç ve 25 °C sıcaklıkta 1 mol bileşiğin kendi elementlerinden oluşması sırasında meydana gelen ısı değişimidir. Hesaplama formülü: ∆H = ∆Ho f (ürünler) - ∆Ho f (girenler). Burada: - ∆Ho f (ürünler): Ürünlerin standart oluşum entalpilerinin toplamı. - ∆Ho f (girenler): Girenlerin (tepkiyenlerin) standart oluşum entalpilerinin toplamı. Örneğin, CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) reaksiyonunun entalpisini hesaplamak için: - CH4(g) için ∆Ho f = -74,85 kJ/mol. - O2(g) için ∆Ho f = 0 kJ/mol. - CO2(g) için ∆Ho f = -393,52 kJ/mol. - H2O(l) için ∆Ho f = -285,83 kJ/mol. Bu değerleri formüle yerleştirerek: [∆Ho f (CO2) + ∆Ho f (2H2O)] - [∆Ho f (CH4) + ∆Ho f (2O2)] = -802,53 kJ/mol sonucunu elde ederiz.

Klimada BTU (British Thermal Unit), cihazın ısıtma veya soğutma kapasitesini gösteren bir enerji birimidir. Bir BTU, bir libre suyun sıcaklığını 1 derece Fahrenheit artırmak için gerekli olan enerji miktarını ifade eder. Klimanın BTU değeri, bir saatte ortamdan aldığı veya ortama verdiği ısı miktarını belirtir.

Katı maddelerin sıvı hale geçebilmesi için erime ısısı kadar ısı alması gerekir.

Termodinamikte kullanılan bazı temel formüller şunlardır: 1. İç Enerji (U) Formülü: U = Q - W. 2. Entalpi (H) Formülü: H = U + PV. 3. Entropi (S) Formülü: ΔS = Q/T. 4. Gazların Durum Denklemi: PV = nRT. Bu formüller, enerji dönüşümleri ve sistemlerin davranışını anlamak için kullanılır ve mühendislik, kimya ve aerodinamik gibi çeşitli alanlarda uygulamalara sahiptir.

Termodinamik ve termokimya arasındaki temel farklar şunlardır: 1. Termodinamik: Isı ile mekanik, elektrik veya kimyasal enerji gibi diğer enerji türleri arasındaki ilişkileri inceleyen fizik bilimi dalıdır. 2. Termokimya: Kimyasal reaksiyonlarla ilgili olarak ısı enerjisini tanımlayan bir kimya dalıdır.

Kalorifer kollektör grubu, ısıtma sistemlerinde kazandan gelen sıcak suyu farklı radyatörlere veya bölgelere dağıtan bir bileşenidir. Bu grup, genellikle aşağıdaki unsurlardan oluşur: - Ana kollektör gövdesi: Akışkanın toplandığı ve dağıtıldığı merkez yapı. - Giriş ve çıkış portları: Akışkanın sisteme bağlandığı ve sistemden çıktığı noktalar. - Akış kontrol vanaları: Akışkanın akışını başlatan, durduran veya düzenleyen mekanizmalar. - Basınç ve sıcaklık ölçüm sensörleri: Sistemin verimliliğini izlemek için kullanılan sensörler. Kollektör grubu, ısıyı verimli bir şekilde yakalayıp dağıtarak enerji tüketimini ve ısıtma maliyetlerini düşürür.

Vakumlu kondenser, atmosferik basınç veya vakumlu yapıda tasarlanmış, buhar ya da soğutucu gazın ısısını çevreye veya başka bir soğutucuya vererek sıvı hâle geçtiği ısı değiştirici bir makinedir.

Orta boy bir şömine, 8-10 kW gücünde ise yaklaşık 70-100 metrekare alanı ısıtabilir.

1 kg suyu buharlaştırmak için 800 kcal enerji gereklidir. Bu enerjiyi watt cinsinden hesaplamak için, 1 kcal'in 1 watt-saat (Wh) olduğunu bilmek gerekir. Dolayısıyla, 1 kg suyu buharlaştırmak için 800 Wh veya 0,8 kW güç gereklidir.

Gibbs serbest enerjisi, bir sistemin sabit sıcaklık ve basınçta yapabileceği maksimum geri çevrilebilir işi ölçen bir termodinamik özelliktir. Formülü: G = H - TS şeklindedir, burada: - G: Gibbs serbest enerjisi; - H: Entalpi; - T: Sıcaklık (Kelvin ölçeğine göre); - S: Entropi. Anlamı: - ΔG < 0 ise, reaksiyon kendiliğinden gerçekleşir ve enerji açığa çıkar. - ΔG > 0 ise, reaksiyon kendiliğinden gerçekleşmez ve enerji alınması gerekir. - ΔG = 0 ise, sistem dengededir.

Endotermik ve ekzotermik reaksiyonlar arasındaki temel fark, ısıyla olan ilişkilerinde yatmaktadır. - Ekzotermik reaksiyonlar, enerji salınımı ile karakterize edilir ve bu enerji genellikle ısı şeklindedir. - Endotermik reaksiyonlar ise, çevrelerinden ısı emerek ilerlemek için enerji gerektirir.

Özdirenç ve sıcaklık doğru orantılıdır.

Yunus A. Çengel'in "Termodinamik: Mühendislik Yaklaşımıyla" kitabının 7. baskısı bulunmaktadır.