Termodinamiğin kanunları, enerjinin bir sistem içinde hareket etme ve nesne grupları arasında transfer edilme şeklini tanımlayan üç ilkedir.
Termodinamik Kanunları Nelerdir ve İsimleri Nedir?
Kanunların kökenleri, geçmiş yüzyıllarda ısı ve makine araştırmalarına dayanmaktadır, ancak o zamandan beri Evrenin temel düzeyde nasıl çalıştığına dair temel ifadeler haline gelmiştir. Termodinamik, ısı ve sıcaklık kavramları ve ısının ve diğer enerji biçimlerinin karşılıklı dönüşümü ile ilgilenir. Termodinamiğin üç yasası bu niceliklerin davranışını yönetir ve nicel bir açıklama sağlar. Ayrıca, Fizikte termodinamik, ısı, iş ve sıcaklık ile bunların enerji, radyasyon ve maddenin fiziksel özellikleriyle olan ilişkisini inceleyen bir bilim dalıdır.
Spesifik olmak gerekirse, termal enerjinin diğer enerji türlerine nasıl dönüştürüldüğünü ve maddenin bu süreçten nasıl etkilendiğini açıklar. Termal enerji, ısıdan elde edilen enerjidir. Bu ısı, bir nesne içindeki küçük parçacıkların hareketi ile üretilir. Bu parçacıklar ne kadar hızlı hareket ederse, o kadar fazla ısı üretilir.
Termodinamik, bu enerji dönüşümlerinin nasıl ve hangi hızda gerçekleştiği ile ilgilenmez, değişime uğrayan bir sistemin ilk ve son durumlarına dayanır. Termodinamiğin makroskopik bir bilim olduğu da belirtilmelidir. Bu, kütle sistemi ile ilgilendiği ve maddenin moleküler yapısı ile ilgilenmediği anlamına gelir. Termodinamik dört farklı dalda sınıflandırılır. Bunlar;
Klasik Termodinamik
İstatistiksel Termodinamik
Kimyasal Termodinamik
Denge Termodinamiği'dir.
Klasik Termodinamik
Klasik termodinamikte maddenin davranışı makroskopik bir yaklaşımla analiz edilir. Sıcaklık ve basınç gibi birimler dikkate alınır, bu da bireylerin diğer özellikleri hesaplamasına ve işlemden geçen maddenin özelliklerini tahmin etmesine yardımcı olur.
İstatistiksel Termodinamik
İstatistiksel termodinamikte, her molekül mercek altındadır, yani bir grup molekülün davranışını karakterize etmek için her bir molekülün özellikleri ve etkileşim biçimleri dikkate alınır.
Kimyasal Termodinamik
Kimyasal termodinamik, hem kimyasal reaksiyonlarda hem de durum değişikliklerinde iş ve ısının birbiriyle nasıl ilişkili olduğunun incelenmesidir.
Denge Termodinamiği
Denge termodinamiği, enerji ve maddenin denge durumuna yaklaştıkça dönüşümlerinin incelenmesidir.
Termodinamik Yasaları ve Açıklamaları
Termodinamiğin kendisiyle ilişkili kendine özgü bir sözlüğü vardır. Temel kavramların iyi anlaşılması, olası yanlış anlamaları önleyerek termodinamikte tartışılan çeşitli konuların sağlam bir şekilde anlaşılmasını sağlar.
Termodinamiğin Birinci Yasası Nedir?
Bu genellikle 'enerji yaratılamaz veya yok edilemez, sadece form değiştirebilir' olarak özetlenir ve enerjinin korunumunu tanımlar. Birinci yasa, yalnızca enerjinin eklenmediği veya çıkarılmadığı kapalı sistemlere atıfta bulunur. Örneğin tüm Evrenimiz, başladığı enerjinin şu veya bu şekilde korunduğu kapalı bir sistemdir.
Termodinamiğin İkinci Yasası Nedir?
Evrenin enerjisinin toplamı birinci yasaya göre sonsuz olabilir. Fakat ikinci yasaya göre onun dönüşümü tek yönlü bir yol olarak sıkıcıville'e dönüşüyor. Enerji, bir sistemdeki değişimin etkin bir tanımıdır. Bazı enerji biçimleri iş dediğimiz şeyi kolaylıkla yapabilir. Örneğin, güneş ışığının güçlü radyasyonu, basit bileşikleri çeşitli canlılara dönüştürebilir. Işık olmazsa hayat ölür, solar ve sonunda soğuk toza dönüşür. Ancak tüm enerji transferleri, ısı olarak adlandırdığımız sallantılar olarak rastgele dalgalanmalar yaratır.
Termodinamiğin Üçüncü Yasası Nedir?
Bu kimsenin pek bahsetmediği, ancak madde, ısı ve düzen ile ilgili kuralları birbirine bağlayarak enerjinin sınırlarını zorlayan oldukça derin bir yasadır. Teknik terimlerle, sıfır derece Kelvin'de mükemmel şekilde düzenlenmiş bir atom kafesinin entropisinin sıfır olduğunu söylüyor. Ancak bu varsayımsal soğuk kristal, yalnızca hayal gücümüzde var olabilir, çünkü böyle bir mutlak ısı yokluğu gerçek dünyada imkansızdır.