Termodinamik Nedir ? Termodinamiğin Yasaları, Özellikleri ve Önemi Nedir ?
Termodinamik çoğu kez ‘’ ısı enerjisi bilimi’’ olarak nitelendirilir. Oysa enerji ve ayrıca maddenin diğer bütün biçimlerini de inceler.
Termodinamik yasaları bir nesnenin sıcaklığı, ısısı ve içsel enerjisi arasındaki ilişkileri açıklar. Katılaın erimesi ve sıvıların buharlaşması enerji değişiminin örnekleridir. Kapalı bir sistem çevresiyle madde ya da enerji alışverişine girmez. Bu yalıtılmış bir test tüpü, bir makine ya da bütün evren olabilir.
Termodinamiğin Birinci Yasası
Termodinamiğin temel bir varsayımı farklı enerji türlerinin bulunduğudur: Kinetik enerjii potansiyel enerji, kimyasal enerji, enerji, ışık enerjisi vs. bu farklı enerji biçimleri birbirine dönüşür; ama kapalı bir sistemdeki toplam enerji miktarı sabittir. Termodinamiğin birinci yasası enerjinin yoktan yaratılamayacağını ve yok edilemeyeceğini öngörür.
Termodinamiğin İkinci Yasası
Termodinamiğin ikinci yasası birincisine kısıtlamalar getirir. Entropi evrendeki düzensizliğin bir ölçüsüdür. Örneğin, bir çay kaşığı kadar barut yakılınca gaz salar ve ısı üretir. Böylece uzaya dağılan parçacıklar daha değişken hızlara kavuşur.
Aynı şekilde ısı sıcak nesnelerden soğuk nesnelere doğru akar. Bunun anlamı entropinin artmasıdır; çünkü evrende düzen azalır, yani evrene dair bilgi kısıtlanır. Yanma süreci tersine çevirebilir; ama bu bir enerji girdisini gerektirir. Buna dönük adımlar ise daha fazla entropi doğrurur. Termodinamiğin ikinci yasası evrende entropinin artması yönünde bir eğilimin bulunduğunu öngörür.
Termodinamiğin Üçüncü Yasası
Bir milyon dereceyi aşkın sıcaklıklara ulaşmak mümkün olsa da, varılabilecek en düşük sıcaklık 273,15 santigrad derece yani Kelvin ölçeğindeki sıfırdır. Bu olası en düşük dereceye mutlak sıfır denir. Teorik olarak, bu noktada madde artık bir enerji biçiminden yoksundur, çünkü parçacıklar hareket etmez. Termodinamiğin üçüncü yasası mutlak sıfıra ulaşılamayacağını öngörür. Deneysel düzeyde laboratuvarlar mutlak sıfıra bir derecenin birkaç milyonda biri kadar yaklaşmış, ama bu noktaya asla ulaşamamıştır. Sıcaklık ne kadar düşerse, daha aşağıya inmek o ölçüde zorlaşır.
Bilim ve Teknolojide Termodinamiğin Önemi
Bilim ve teknoloji sıklıkla termodinamiğin bilgi ve bulgularına başvurur. Örneğin, kimyada tepkimelerde enerji soğurmanın meydana gelip gelmediğini bilmek önemlidir. Mühendislikte motorların ve diğer termal makinelerin randımanı termodinamiğin ikinci yasasıyla ilişkilidir.