Aşağıdaki kavramların temel anlayışını geliştirmek amaçlanmaktadır:
İç Enerji ve Termodinamikin Birinci Yasası
Sistemin döngüsel ve keyfi süreçleri
Tersinirlik ve Tersinmezlik
Entropi ve Entalpi
Termodinamikin İkinci Yasası
Bir sistemin içindeki bir molekülün enerjisi, sistemin özelliğine bağlı olduğunda, bu İç Enerji (u) olarak adlandırılır.
Enerji ne yaratılabilir ne de yok edilebilir ve bu prensiple sistem iç enerjisi (u), enerji sistemin sınırını geçtiğinde değişir.
Böylece ısı/çalışma sistemiyle etkileşim halindeyken, termodinamikin birinci yasası aşağıdaki gibi ifade edilebilir.
Yukarıdaki denklemde u, birim kütleye düşen iç enerji ve q ve w sırasıyla birim kütleye düşen ısı ve çalışma anlamına gelir. Yukarıdaki denklemde benimsenen işaret kuralı şudur:
dq > 0 (pozitif kabul edilir) ⇒ Sisteme ısı transferi
dq < 0 (negatif kabul edilir) ⇒ Sistemden ısı transferi dw > 0 (pozitif kabul edilir) ⇒ Sistem tarafından yapılan çalışma
dw < 0 (negatif kabul edilir) ⇒ Sisteme yapılan çalışma
Termodinamikin birinci yasasının önemli formlarından biri,
Döngüsel bir süreç için yukarıdaki denklemi entegre ederiz.
Bir sistem, ısı/çalışma nedeniyle rastgele değişimler geçirdikten sonra orijinal durumuna döndüğünde döngüsel süreçte olduğu söylenir.
Düşünülecek noktalar:
Herhangi bir durum özelliği diferansiyelinin integrali, sınırlarının farkıdır.
Son durum orijinal duruma eşit olup, sistemin iç enerjisinde herhangi bir değişme olmaz.
Böylece
Yukarıdaki denklemde iç enerjinin başlangıç ve son durumu i ve f ile gösterilir. Yukarıdaki değerleri denklem (1)'e yerleştirerek,
Denklem (2), sistemin yaptığı tüm çalışmanın integralinin veya sistemin net olarak yaptığı çalışmanın, sisteme giren tüm ısı transferinin integraline eşit olduğunu gösterir. Mühendislik Termodinamiği, sistemler ve süreçler konusunu daha fazla incelemektedir.
Bu, termodinamikin birinci yasasının bir sonucudur ve eğer bir sistem keyfi bir sürece girerse, denklem (1) ile ilgilidir.
Bu denklemde q ve w, sırasıyla sürecin net ısı transferi ve net çalışmasıdır, while uf ve ui ise iç enerjinin (u) son ve ilk değerleridir. Rijit ve izole bir adiabatik sistemde (w = 0, q = 0), iç enerjisi (u) değişmez. Sonra denklem (2)'den döngüsel bir süreç için.
Bir sistemin ilk durumundan son durumuna geçtiği zaman, sistem bir sürece tabi olduğu söylenir. Basınç, hacim, entalpi, sıcaklık, entropi gibi özellikleri bir termodinamik süreci sırasında değişir. Termodinamikin ikinci yasası, süreçleri iki başlık altında sınıflandırır
İdeal veya tersinir süreçler
Doğal veya tersinmez süreçler
Eğer bir sistemin sıcaklık (t) ve basınç (p) varyasyonları, bir sürece giren bir sistemde sonsuz küçükse, süreç neredeyse denge durumlarında veya tersinirliliğe yaklaşan olarak tanımlanabilir.
Süreç, orijinal durumun ters yönde geri getirildiği takdirde iç tersinir olarak tanımlanır.
Süreç, dış ortamda olan değişikliğin de sırayla geri alınabileceği takdirde dış tersinir olarak tanımlanır.
Hem iç hem de dış tersinir olan süreç, tam tersinir süreç olarak adlandırılır.
Gerçek süreçlerin başarımını ölçmek için profesyoneller, gerçek ve mevcut süreçleri tersinirlilikten kaynaklanan kayıpları azaltarak daha yaklaştırmak ve verimliliği artırmak için tersinir süreci ölçüm aracı olarak kullanırlar.
Gerçek süreçler tersinirlilik gerekliliklerini karşılamadığında, süreç tersinmez olarak adlandırılır.
Tersinmez süreçte, sistemin ve çevresinin ilk durumu, son durumdan ilk duruma geri getirilemez. Tersinmez süreçte sistemin entropisi keskin bir şekilde artar ve değeri son değerden ilk değere geri getirilemez.
Tersinmezlik, ısı transferi, katı ve sıvılar arasındaki sürtünme, kimyasal reaksiyon gibi nedenlerle basınç, kompozisyon, sıcaklık, kompozisyon varyasyonlarından dolayı devam eder. Profesyoneller, süreçler ve mekanizmalardaki tersinmezliğin etkilerini azaltmak için çabalıyorlardır.
İç enerji gibi, Entropi ve Entalpi de termodinamik özellikleridir. Entropi s sembolüyle gösterilir ve entropi değişimi Δs kJ/kg-K cinsinden ifade edilir. Entropi, bir凌乱的文本似乎被截断了。为了确保翻译的完整性和准确性，请提供完整的输入内容。这样我可以继续完成高质量的翻译工作。
