Bir sistemi oluşturan bütün taneciklerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamı o sistemin iç enerjisidir.
Bir sistemin iç enerjisi
U ile gösterilir.
İç enerjide, maddenin
taneciklerinin kinetik enerjisini oluşturan titreşim, öteleme, dönme ve yer
değiştirme hareketleri ile potansiyel enerjilerini oluşturan çekirdek ve elektrostatik
enerjileri etkin rol oynar.
Bir sistemin sahip olduğu iç enerji doğrudan ölçülebilen bir nicelik
değildir. Sistemde oluşan farklı iki durumun karşılaştırılması sonucunda
meydana gelen enerji değişimi ölçülebilir.
Isı Değişimi Ve İş
Bir cisme uygulanan
kuvvetin, o cismin konumunda yaptığı değişiklik etkisi iş olarak tanımlanır. Bu
nedenle bu potansiyel enerjide oluşan değişim işe neden olmaz. Konum
değişikliği söz konusu olduğundan iş sadece kinetik enerji ile olur.
Bir güç tarafından
dönüştürülen enerji toplamı fizik biliminde mekanik iş olarak tanımlanmaktadır.
Yani bir iş yapmış olmak için bir enerjinin başka bir enerjiye dönüşümü
gerekir.
Yukarıda tanımladığımız
iş kavramı mekanik iş olarak da ifade edilmektedir.
19. Yüzyılın başlarında
mekanik iş ile ısı arasındaki ilişkinin belirlenmesi için yapılan teorik ve
deneysel çalışmalar hız kazanarak sonunda mekanik işin ısıya dönüşebildiği
fikri ortaya atılmıştır. Bu fikri ileri süren Benjamin Thomson yaptığı gözlemler
sonucunda ısının bir madde olamayacağı ve bir enerji türü olduğu fikirleri
ortaya atmıştır.
Isı ve İş Arasındaki Bağıntı
Hem iş hem de ısı ortam
ile sistem arasındaki enerji aktarımının yolu olarak ifade edilebilirler.
Sıcaklık farkından
dolayı sisteme ortam tarafından ya da sistemden ortama doğru aktarılan enerji
ısıdır. Artan ya da azalan sıcaklık ise termal hareketlerin sonucunda ortaya
çıkan bir bağımlı değişkendir.
Sıcaklık farkına bağlı
olmaksızın aktarılan enerji ise iştir.
Bir sistemde
gerçekleşen olaylar sonucunda sistemin ç enerjisinde bir azalma oluyorsa,
sistem ortama enerji aktarıyor demektir. Ortama aktarılan bu enerjinin iş
olarak aktarılmasına dışarıya uyguladığı kuvvetlerin yaptığı mekanik iş örnek
olarak gösterilebilir. Mekanik iş w sembolü ile gösterilir.
Sabit Basınçlı Sistemlerde Isı ve İş
İdeal pistonlu yani
sabit basınçlı bir silindirde bulunan gaz sıcaklık etkisiyle genleştirilirse
piston yukarıya doğru hareket eder ve hacim artışı olur. Oluşan bu hacim
değişimi sistemin yaptığı mekanik işe önemli bir örnektir.
İlk durumdaki sisteme
dışarıdan Q kadarlık bir enerji verildiğinde piston basıncın tekrar aynı durumda
kalabilmesi için pistonu yukarı doğru iterek bir iş yapmış ve hacmin Δv kadar
artmasına neden olmuştur.
Sisteme verilen ısı
genleşme yoluyla hacim artışı oluştururken bir de sıcaklık yükselmesine neden
olmaktadır. Yani sistemin iç enerjisinde bir artma olmuştur. İç enerji miktarı
doğrudan ölçülemez. Ancak iç enerjide oluşan değişim hesaplanabilir. İç enerji
u ile gösterildiğine göre meydana gelen değişim
Δu=Uson-Uilk
olarak yazılabilir.
Ancak iç enerjideki değişime yapılan işin bir etkisi yoktur. Yani sisteme
dışarıdan verilen enerjinin bir kısmı iç enerjiyi artırırken bir kısmı da iş
olarak kullanılmıştır. Buna göre
Qp=Δu+W
şeklinde bir bağıntı
yazılabilir.
Sabit Hacimli Sistemlerde Isı ve İş
Sabit hacimli bir kapta
bulunan bir miktar gaz ısıtıldığında kabın sıcaklığı artar. Buna bağlı olarak
kinetik enerjisinde de bir artış olur. Ancak hacim değişmediğinden yapılan
mekanik bir iş yoktur. Bu durumda sistemin yaptığı iş w=0 olur.
Bu durumda sabit
hacimli bu sisteme verilen ısının tamamı sistemin iç enerjisinin artmasına
neden olmuştur.
İlk durumdaki sisteme
dışarıdan Q kadarlık bir enerji verildiğinde hacim sabit olduğundan yapılan bir
iş yoktur. Buna göre
QV=ΔU
şeklinde bir bağıntı
yazılabilir.
1 yorum:
ben Ekvatorlu Helena Julio, bu konuda Le_Meridian Funding Investors hakkında iyi konuşmak istiyorum. Le_Meridian Funding Investors, şehrimdeki tüm bankaların bana 500.000,00 USD tutarında kredi verme talebim reddettiğinde bana maddi destek veriyor, ben Ekvator'daki bankalarımdan borç almak için elimden geleni yaptım ama hepsi geri çevirdiler çünkü kredim düşüktü ama Tanrı lütfuyla Le_Meridian'ı tanımaya başladım, bu yüzden kredi başvurusunda bulunmaya karar verdim. İnşallah bana 500.000,00 USD'lik kredi verdiler. Ekvator'daki bankalarımın beni geri çevirdiği kredi talebi, onlarla iş yapmak gerçekten harikaydı ve işim iyi gidiyor. İşte bunlardan kredi başvurusu yapmak istiyorsanız Le_Meridian Funding Yatırım E-posta / WhatsApp İrtibatı: E-posta: lfdsloans@lemeridianfds.com / lfdsloans@outlook.comWhatsApp İletişim: + 1-989-394-3740.
Yorum Gönder