Termodinamik Nedir? Termodinamik Yasaları Nelerdir?

Termodinamik, ısının enerji ve faydalı iş olarak tanımladığımız fiziksel olgularla ilişkisini inceleyen doğa bilimidir. Termodinamik sistemler makroskopik olgularla ısı, enerji ve sıcaklık gibi tanımlanır. Termodinamik mikroskobik sistemlerle uğraşan alt dalları olmasına rağmen, genel olarak maddenin mikroskobik bileşenleriyle uğraşmaz.

Termodinamik yasalar bu makroskopik olguları tanımlar, bu olguların değişik şartlar altında nasıl davrandığını inceler ve bu davranışların sınırını çizer. Bir başka deyişle, “devridaim makinesi yapmak olanaklı mı?” ve “mutlak sıfıra ulaşılabilir mi?” sorularına gönül rahatlığı ile olamaz cevabı verebilirsiniz.

Önerilen Yazı: Peltier Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?

Termodinamiğin Sıfırıncı Yasası

Tarihsel olarak diğerlerinden sonra ifade edilmesine rağmen, diğerlerinin anlaşılması için çok önemli olması sebebiyle bu ismi almıştır. İki termodinamik sistemin bir üçüncüsüyle termal dengede olması durumunda, birbirleriyle de denge de olmaları gerektiğini ifade eder. Bu yasa sıcaklık kavramının tanımlanmasını sağlar.

Termodinamiğin Birinci Yasası

Bir cisme veya sisteme verilen enerji, iç enerjideki değişimin ve yapılan işin toplamına eşittir. Bu yasa ısı ve işin enerjinin bir biçimi olduğunu açıklar. Bu yasadan çıkan en önemli sonuç ise enerjinin her zaman korunduğu yani yoktan var edilemediği ve varken de yok edilemediğidir. Devridaim makinelerinin bir kısmı bu yasayı ihlal ettiği için yapılmaları da olanaksızdır. “Enerji üretmek “ kavramını enerjinin bir formunu insanoğlunun kullanabileceği başka bir forma çevirmek olarak anlıyoruz. Devridaim makineleri ise verilen bir ilk enerjiyi çoğaltmayı hedeflediği için enerji korunumunu ihlal eder.

Termodinamiğin İkinci Yasası

Termodinamiğin ikinci yasası entropi olarak isimlendiren kavramı tanımlar ve termal işlemlerde yönü belirler. Suyun yukarıdan aşağı akması gibi ısı da sıcaktan soğuğa akar. Bu yönü belirleyen entropidir. Tüm termal işlemlerde entropi ya sıfırdır ya pozitiftir. Eğer entropi sıfır ise işlem tersinir, eğer pozitifse tersinmezdir yani işlem geri döndürülemez. Ok yaydan çıkmıştır bir kere. Termodinamiğin birinci yasası enerjinin yoktan var edilmesinin imkânsız olduğunu söyleyerek devridaim makinelerinin yapılamayacağını gösterir. İkinci yasa ise termal bir süreçte yapılan işi ve verilen iç enerjiyi geri döndürmenin imkânsız olduğunu göstererek sonsuz bir döngünün mümkün olamayacağını ispatlar.

Önerilen Yazı: Güneş Enerji Sistemi Nedir? Nasıl Çalışır?

Termodinamiğin Üçüncü Yasası

Bu yasa ise mutlak sıfır noktasını tanımlar. Mükemmel bir kristalin entropisi mutlak sıfır sıcaklığında sıfırdır. Mutlak sıfır noktası cisimlerin entropisini tanımlamak için konulmuş olası en düşük sıcaklıktır. Gerçek hayatta mükemmel olmayan kristaller içinse sıcaklık mutlak sıfıra doğru yaklaşırken, entropi sıfırdan farklı bir sabit değere yaklaşır.