Termodinamiğin İkinci Yasası nedir? Hayatımızdan örneklerle Termodinamiğin İkinci Yasasının açıklaması, örnekli anlatım
Termodinamiğin İkinci Yasası
Termodinamiğin ikinci yasası, doğal işleyişlerin bazı ısrarcı tercihleri olduğu gerçeği üzerine kuruludur Enerji yaratılamaz ve yok edilemez ama biçim değiştirin Gerçek dünyadaki işleyişler kaçınılmaz olarak iş yapabilir enerji miktarının azalmasıyla sonuçlanır. Kendilerindeki potansiyel enerjiyi tüketirler. Entropi artar.
Motor, kimyasal enerjiyi (yakıt) hareket ve ısıya dönüştürür, yakıtın tümü dönüştürüldüğünde ise motor durur Havai fişek genleşen gazların gücüyle patlar ve bundan sonra kullanılabilir enerjisi sona erer. işleyiş ters yöne doğru gerçekleşmez. Benzer bir şekilde, ısı enerjisi akışı kendiliğinden sıcak şeylerden soğuk şeylere doğru olur; asla diğer yönde meydana gelmez. Bir fincan sıcak kahve, daha serin ortama termal enerji aktarır; ta ki kahve ve ortam termodinamik denge denilen duruma erişinceye yani her ikisi de oda sıcaklığına gelinceye kadar Sistem toplamda aynı miktarda enerjiye sahiptir ama kullanılabilir enerjisi tükenmiştir.
Kaynak: commons.wikimedia.org
JOULE-KELVİN ETKİSİ
James Prescott Joule ve William Thamson (Lord Kelvin) 19. yüzyıl ortalarında yaptıkları deneylerde, silindir içinde bulunan gazın delikli bir tıpadan ikinci bir silindire geçmesine izin verdiler. Bu tertibat, gazı silindir dışından gelebilecek ısı veya diğer enerji aktarımlarına karşı izole etti.
Elde ettikleri sonuç: Genel olarak,gazlar genleştikçe soğur. Bir başka biçimde söylemek gerekirse basınç ısıyı etkiler. Buzdolabı ve klima gibi yaşamsal önemdeki modem teknolojiler bu anlayışla çalışır, ısıyı etkilemek için gazın basıncıyla oynar.
Gaz molekülleri yayıldıkça, hızlı hareket eden parçacıklar yavaşlar ve kinetik enerjileri düşer. Bir kinetik enerji ölçümü olan derece de düşer. Ancak enerji yok olmaz, sadece değişime uğrar. Öyleyse nereye gider? Potansiyel enerji -aralarındaki uzaklık artmış olan gaz moleküllerinin çekimi- halini alır.
KLİMA
Klimanın odayı serinlettiğini değil de ısıyı ortamdan dışarı çıkardığını söylemek daha doğru olur. Klima sistemini anlamak için öncelikle maddenin halinin ısıya bağlı olduğunu bilmek gerekir. Sıvıya ısı uygulandığında kaynar; ısı artırıldığında ise buharlaşır.
Gazın ısısını düşürdüğümüzde sıvıya dönüşür; ısıyı daha da azaltırsak sıvı donar. Klima, Freon adı verilen bir kimyasalı, sıvı ve gaz halleri arasında devir yaptırmaya zorlayarak ısı aktarımını sağlar.
Freon’un kaynama noktası çok düşüktür yani moleküller arası çekimi zayıftır. Klimalarda Freon yüksek
basınç altında bir tüpte saklanır ve daha sonra bir valf aracılığıyla düşük basınçlı bir buharlaştırıcıya aktarılır. Üzerlerine basınç yapan bir kuvvet olmayınca moleküller harekete geçer, sıvı kaynar ve ardından buharlaşır. Bu değişim için ısı gerekir. Ve Freon bu ısıyı odadaki havadan edinir.
Daha sonra gaz halindeki Freon, moleküllerini bir araya toplayan kompresöre ve sonra sıvıya dönüşeceği yoğuşturucu tüplere geçer. Bu süreçte hızlı hareket eden moleküllerle birleşen ısı dışarıya atılarak kaybolur. Sıvı Freon işleme baştan başlar.
BUZDOLABI
Klima 20.yüzyıl başlarında endüstriyel ürünlerin çürümesiyle ve evlerdeki bunaltıcı sıcakla mücadele etmek için geliştirilmişti. Yaklaşık aynı dönemlerde olasılıkla çok daha acil bir sorunu, yani besin israfını alt etmek üzere soğutma sistemi kitle pazarına girdi.
İnsanlar kuşaklar boyunca yiyeceklerini, içi iri buz dolu yalıtımlı kutularda saklayarak soğutmuşlardı. Günümüzde hemen her evde bulunan buzdolabı, bu basit buz kutusuyla klimalarda kullanılan teknolojiyi birleştirir. Basınç değişikliğiyle buharlaştırılan soğutucu bir sıvı, buzdolabının içindeki sıcak havayı çekip sıvı hale dönüşür ve ardından ısıyı mutfağa salar.
Hem buzdolabı hem klima, yoğuşma ve buharlaşma sağlamak için basınç değişikliklerinden yararlanır. Doğal sürecin hakim kuralına sadık kalacak bir iş yaparlar: Isı asla soğuk alandan (örneğin buzdolabının içi) sıcak alana doğru akmaz.
SOĞUK DEPOLAMA
Buzdolabı, soğutucunun bir kompresör yardımıyla kapalı devre tüpler arasında devridaim yapmasıyla çalışır. Soğutucu buharlaştıkça, buzdolabının içindeki yiyeceklerin ısısını alır. Isınan gaz kompresöre, oradan da tekrar sıvıya dönüşüp çevrime devam edeceği yoğuşturucuya döner.
