Termodinamik #04 | Enerjinin Biçimleri, Isı ve İş: İç Enerji, Elektrik, Mil ve Yay İşi

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Elektrikli su ısıtıcısına bir litre su koyup düğmeye basıyorsunuz; birkaç dakika sonra su kaynıyor. Suya giren enerji ısı mıydı, yoksa iş mi? Şaşırtıcı cevap: sınırı nereden çizdiğinize bağlı. Termodinamik serisinin dördüncü dersinde enerjinin biçimlerini ve enerjinin bir sistemin sınırını geçmesinin iki yolunu, ısıyı ve işi konuşuyoruz. 3D modellerde su ısıtıcısını iki farklı sınırla ve dönen bir mikser milini görüyoruz. Her hesap adım adım. Bu derste: - Toplam enerji: E = U + KE + PE; makroskobik ve mikroskobik enerji - Örnek: 1200 kg araba 90 km/h = 25 m/s → KE = ½ · 1200 · 625 = 375 kJ; 10 m yükseğe kaldırılsa PE ≈ 117.7 kJ - İç enerjinin parçaları: duyulur, gizli, kimyasal, nükleer; düzenli ve düzensiz enerji - Isı: sıcaklık farkıyla sınırı geçen enerji; soğuk kutu 20 dakikada 12 kJ → 10 W, 36.4 kJ/kg; iletim, taşınım, ışınım; adyabatik süreç - İş: giren/çıkan gösterimi, güç; ısı ve iş yol fonksiyonudur - Elektrik işi: 2000 W, 230 V → yaklaşık 8.7 A; 3 dakikada 360 kJ = 0.1 kWh; aynı enerji sınıra göre ısı ya da iş - Mil işi: 1.5 N·m, 3000 d/dk → yaklaşık 471.2 W - Yay işi: 800 N/m yay, 0 → 5 cm 1 J, 5 → 10 cm 3 J - Üç klasik tuzak Bölümler: 0:00 Su ısıtıcısı: ısı mı, iş mi? 0:23 Toplam enerji: E = U + KE + PE 1:39 İç enerjinin içi 2:27 Isı: sıcaklık farkıyla geçen enerji 3:31 İş ve yol fonksiyonları 4:13 Elektrik işi ve sınır seçimi 5:07 Mekanik iş: mil ve yay 6:14 Üç klasik tuzak 6:35 Su ısıtıcısına dönelim Sıradaki Termodinamik dersi: birinci yasa ve verimler. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, M. A. Boles, M. Kanoğlu, Thermodynamics: An Engineering Approach, 10. baskı — Bölüm 2-1…2-5. Örnekler özgündür. Makine, Enerji, Kimya, Havacılık ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Termodinamik serisinin dördüncü dersi.