Termodinamik sistem

Önceki konu başlığında, bir sistemin iç enerjisinin sisteme eklenen ya da sistemden alınan ısı ve iş miktarlarına bağlı olarak nasıl değiştiğini açıkladık.

Her ne kadar önceki konularda dikkatimizi enerji kelimesine yoğunlaştırıp, bu kavrama dair oluşabilecek kafa karışıklığını gidermeye çalışmış olsak da, yukarıdaki cümlede başımızı ağrıtabilecek bir kavram daha bulunuyor: sistem. Termodinamik kapsamında oldukça sık kullandığımız, fakat tam olarak neyi ifade ettiğini anlamakta zaman zaman zorlandığımız kavramlardan bir diğeri, sistem.

Sistem, ilk olarak 1824 yılında, termodinamiğin kurucusu olarak da bilinen Fransız mühendis Sadi Carnot tarafından, “nasıl iş ürettiğini termodinamik prensipler aracılığıyla incelediğimiz herhangi bir yapı” şeklinde tarif ediliyor. Bu tariften yola çıkarak, sistemden bir sınırla ayrılan evrenin geri kalan kısmı da çevre (İngilizce: surroundings) olarak tanımlanıyor.

Bu noktada, Carnot’un tarifi üzerinde biraz düşünmemizde fayda var. Carnot, sistem kavramını buhar makinelerinin verimliliği üzerinde düşündüğü yıllarda geliştiriyor. Buhar makinelerinin verimliliğini tarif etmeye çalışırken, ısıyla enerjisi artan ve makinenin iş üretiminden sorumlu ünitesini görüp, bu yapıyı sistem olarak adlandırıyor. Sistemden kastettiği makinenin kendisi değil, makine içinde yer alan pistonlar da değil; sistem, buhar makinesi içinde yer alan su buharının ta kendisi. Çünkü ısıtılarak genleşen ve karşısında duran pistonu iterek iş yapılmasını sağlayan sistem, makine içinde yer alan su buharı. Carnot’un bu düşüncesini kavramamız, termodinamik sistemleri doğru anlayabilmemiz açısından oldukça önemli. Su buharını ısıtan kazan, ya da termodinamik terimleriyle ısı rezervuarı, sistemin değil, çevrenin bir parçası. Evet, kazanın sıcaklığı sistemi etkiliyor ama bu sadece çevreden sisteme ısı akışı olduğu anlamına geliyor, kazanın sistemin bir parçası olduğu anlamına değil.

İlerleyen konulardan itibaren termodinamik sistemlerde ısı ve iş ilişkisi üzerine birçok yeni kavramdan bahsedeceğiz. Bu kavramları doğru bir şekilde kavrayabilmek için, Carnot ve buhar makinesi örneğinde olduğu gibi, 19. yüzyıl mühendislerinin bu kavramlara neden ihtiyaç duyduklarını anlayabilmemiz gerekiyor. Bu kavramlar sırf öğrencilerin başını ağrıtsın diye türetilmiş değiller elbette. Termodinamik, o dönemde yaşayan mühendislerin, yeni keşfettikleri bazı makinelerin davranışlarını eldeki bilgilerle açıklayamamaları nedeniyle, yeni bir düşünce sistemine ihtiyaç duydukları için geliştiriliyor. Her ne kadar oldukça soyut kavramlara dayalı olsa da, aslında oldukça pratik ihtiyaçlar nedeniyle geliştirilmiş bir disiplin yani termodinamik. Bu nedenle biz de ilerleyen konularda ele alacağımız kavramları, basit ve pratik örnekler üzerinden tarif ederek açıklamaya çalışacağız.


Devamı:

1 reply to Termodinamik sistem

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s