Termodinamik #19 | Entropi ve Entropi Artışı İlkesi

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Bir bardak oda sıcaklığındaki suya bir buz küpü atalım. Su buza ısı verir, buz yavaş yavaş erir. Hiç kimse, bardaktaki suyun kendiliğinden soğuyup buz küpünü yeniden dondurduğunu görmemiştir; oysa enerji açısından bunda bir sakınca yok. Demek ki doğada süreçlerin bir yönü var. Bugün bu yönü tek bir sayıyla ölçen özelliği tanıyoruz: entropi. Bu derste: - Clausius Eşitsizliği: Başlangıç noktamız Clausius eşitsizliği. Bir çevrim boyunca, alınan her küçük ısı miktarını o anki mutlak sıcaklığa bölüp toplayalım. - Entropinin Tanımı: Toplamı bir çevrimde sıfır olan bir büyüklük, ancak bir hal özelliği olabilir; tıpkı hacim gibi. - Hangi Yoldan Hesaplanır?: Burada ince bir nokta var. Entropi bir özellik olduğu için, iki hal arasındaki değişimi yalnızca bu iki hale bağlıdır. - Sabit Sıcaklıkta Isı: En kolay durum, sıcaklığın sabit kaldığı ısı geçişidir. O zaman entropi değişimi, ısının mutlak sıcaklığa bölümüdür. - Entropi Artışı İlkesi: Şimdi en önemli sonuca geliyoruz. Dış dünyayla hiç ısı ve iş alışverişi olmayan yalıtılmış bir sistemin entropisi asla azalmaz. - Sistem ve Çevre: Dikkat: bu kural yalıtılmış sistem içindir. Tek bir sistemin entropisi azalabilir; buzdolabındaki su donarken entropisi azalır. - Isı Geçişinde Entropi Üretimi: Bir örnekle görelim. 400 kelvindeki sıcak bir depodan 300 kelvindeki soğuk bir depoya 600 kilojoule ısı geçsin. - Fark Küçülürse: Soğuk depo 375 kelvin olsaydı ne olurdu? Sıcak depo yine eksi 1.5 kaybeder; soğuk depo 600 bölü 375, yani artı 1.6 kazanır. - Ters Yön: Peki aynı ısı soğuktan sıcağa kendiliğinden geçebilir mi? Hesaplayalım: soğuk depo eksi 2, sıcak depo artı 1.5. - Buz Neden Erir?: Kancadaki buza dönelim. Bardaktaki su yaklaşık 300 kelvin, eriyen buz 273 kelvin. - Entropi Ne Anlatır?: Entropi neyi anlatır? Moleküller açısından, düzensizliğin ve olasılığın ölçüsüdür: erimiş buzun molekülleri düzenli kristalden çıkıp suya karışır, bu çok daha olası bir haldir. Bölümler: 0:00 Entropi ve Entropi Artışı İlkesi 0:25 Clausius Eşitsizliği 0:46 Entropinin Tanımı 1:09 Hangi Yoldan Hesaplanır? 1:26 Sabit Sıcaklıkta Isı 1:49 Entropi Artışı İlkesi 2:10 Sistem ve Çevre 2:33 Isı Geçişinde Entropi Üretimi 3:03 Fark Küçülürse 3:25 Ters Yön 3:43 Buz Neden Erir? 4:14 Entropi Ne Anlatır? 4:34 Üç Tuzak 4:57 Özet ve Sıradaki Ders Sırada saf maddelerin entropi değişimi ve sıcaklık entropi diyagramları var. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, M. A. Boles, M. Kanoğlu, Thermodynamics: An Engineering Approach, 10. baskı (konu sırası ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine mühendisliği öğrencileri için Termodinamik serisinin on dokuzuncu dersi.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.