Entalpi, Entropiya və Termodinamikanın İkinci Qanunu

Aşağıdaki kavramların temel anlayışını geliştirmek hedeflenmektedir:

• İç Enerji ve Termodinamikanın Birinci Kanunu

• Sistemin döngüsel ve keyfi prosesi

• Tersinirlik ve Tersinmezlik

• Entropi ve Entalpi

• Termodinamikanın İkinci Kanunu

İç Enerji ve Termodinamikanın Birinci Kanunu

Bir sistemin içindeki bir molekülün enerjisi, sistemin özelliğiyle ilişkilendirildiğinde, bu İç Enerji (u) olarak adlandırılır.
Enerji yaratılamaz veya yok edilemez ve bu prensiple sistem iç enerjisi (u), enerji sistemin sınırlarını aştığında değişir.
Bu nedenle, ısı/çalışma sistemi ile etkileşim halinde olduğunda, termodinamikanın birinci kanunu aşağıdaki gibi ifade edilebilir.

Yukarıdaki denklemde u, birim kütleye düşen iç enerji, q ve w ise sırasıyla birim kütleye düşen ısı ve çalışma anlamına gelir. Yukarıdaki denklemde kullanılan işaret kuralı şöyledir:
dq > 0 (pozitif olarak kabul edilir) ⇒ Sisteme ısı transferi
dq < 0 (negatif olarak kabul edilir) ⇒ Sistemden ısı transferi dw > 0 (pozitif olarak kabul edilir) ⇒ Sistem tarafından yapılan çalışma
dw < 0 (negatif olarak kabul edilir) ⇒ Sisteme yapılan çalışma

Sistemin Döngüsel ve Keyfi Prosesi

Termodinamikanın birinci kanunun önemli formlarından biri, aşağıdaki durumda elde edilir:

Yukarıdaki denklemi bir döngüsel süreç için entegre ederiz.

Bir sistem, ısı/çalışma nedeniyle rastgele değişimler geçirdikten sonra orijinal durumuna döndüğünde, döngüsel süreçte olduğu söylenir.

Düşünülecek noktalar şunlardır:

1. Herhangi bir durum özelliğinin diferansiyelinin entegrasyonu, limitlerinin farkıdır.

2. Son durum orijinal duruma eşittir ve sistemin iç enerjisinde herhangi bir değişiklik olmaz.

Bu nedenle,

Yukarıdaki denklemde iç enerjinin başlangıç ve son durumu i ve f ile gösterilmiştir. Yukarıdaki denklemi (1) denklemine yerleştirirsek, o zaman,

Denklem (2), sistemin yaptığı tüm çalışmanın entegrasyonunun veya sistemin net çalışmasının, sisteme giren tüm ısı transferinin entegrasyonuna eşit olduğunu gösterir. Mühendislik Termodinamiği, sistemler ve süreçler konusunu daha fazla incelemektedir.

Sistemin Keyfi Prosesi

Bu, termodinamikanın birinci kanunun sonucudur ve (1) denklemiyle ilişkilidir, eğer bir sistem keyfi bir sürece girerse.

Bu denklemde q ve w, sırasıyla sürecin net ısı transferi ve net çalışmasıdır, uf ve ui ise iç enerjinin (u) son ve ilk değerleridir. Rijit ve yalıtılmış adiabatik bir sistemde (w = 0, q = 0), iç enerjisi (u) değişmez. Bu nedenle, (2) denkleminden bir döngüsel süreç için.

Tersinirlik ve Tersinmezlik

Bir sistemin işlem sürecinde olduğu söylenir, ilk durumundan son durumuna geçtiğinde. Basınç, hacim, entalpi, sıcaklık, entropi gibi özellikleri, termodinamik bir süreç sırasında değişir. Termodinamikanın ikinci kanunu, süreçleri iki başlık altında sınıflandırır:

• İdeal veya tersinir süreçler

• Doğal veya tersinmez süreçler

Eğer bir sistemin sıcaklığı (t) ve basıncı (p) değişimi, bir süreç geçiren bir sistemde sonsuz küçükse, süreç, neredeyse denge durumları veya tersinirliğe yaklaşabilir olarak adlandırılabilir.
Süreç, orijinal durum ters yönde geri getirilebilirse, iç tersinir olarak adlandırılır.
Süreç, dış ortamda meydana gelen değişiklik de aynı sırada geri alınamıyorsa, dış tersinir olarak adlandırılır.
Hem iç hem de dış tersinir olan süreç, tam tersinir süreç olarak adlandırılır.
Gerçek süreçlerin başarısını ölçmek için, profesyoneller gerçek ve gerçek süreçleri tersinirliğe daha yakın hale getirmek ve kayıpları azaltarak süreçlerin verimliliğini artırmak için tersinir süreci ölçüt olarak kullanırlar.

Tersinmezlik

Gerçek süreçler tersinirliğin gerekliliklerini karşılamadığında, süreç tersinmez olarak adlandırılır.
Tersinmez süreçte, sistemin ve çevresinin ilk durumu, son durumdan ilk duruma geri getirilemez. Sistem entropisi, tersinmez süreçte keskin bir şekilde artar ve bu değer, son değerden ilk değere geri getirilemez.
Tersinmezlik, basınç, kompozisyon, sıcaklık, kompozisyon değişikliklerinden, ısı transferi, katı ve sıvıda sürtünme, kimyasal reaksiyonlar nedeniyle devam eder. Profesyoneller, süreçlerde ve mekanizmalarda tersinmezliğin etkilerini azaltmak için çabalıyorlardır.

Entropi ve Entalpi

İç enerji gibi, entropi ve entalpi de termodinamik özelliklerdir. Entropi, s sembolüyle gösterilir ve entropi değişimi Δs kJ/kg-K olarak ifade edilir. Entropi, bir凌乱的文本似乎被截断了。请提供完整的内容以便我能够继续翻译。