Termodinamik Nedir? Nerelerde Kullanılır ?

Mühendisliğin en temel derslerinden biri olan termodinamik bilimi bizlere doğanın ve hatta evrenin kanunlarını anlatır. Bu önemli bilim dalını bu yazımızda sizlere kısa ve öz biçimde derledik.

Termodinamik Nedir ?

Termodinamik ; kelime olarak ısı dinamiği anlamına gelir ve kısaca enerjinin doğasını inceleyen bilim dalı olarak tanımlanabilir. Daha uzun bir tanım yapmak gerekirse de güç üretimi, soğutma ve maddelerin özellikleri arasındaki ilişkileri, enerji ve enerji dönüşümlerini inceleyen bilim dalıdır. Çevrenizde gördüğünüz veya göremediğiniz bütün enerji dönüşümlerini konu alır. Ancak bana göre termodinamiğin anlamı çok daha kapsamlıdır. Çevrenizde gördüğünüz her şey, uzayda gerçekleşen hemen hemen her olay termodinamik kanunlarına uygun bir şekilde gerçekleşiyor.

Termodinamiğin Yasaları

Termodinamiğin bir nevi doğanın kanunlarını açıklayan 4 tane yasası vardır. Bu yasalarla ilgili yazdığımız yazılara aşağıdaki linklerden erişebilirsiniz.

• Termodinamiğin Sıfırıncı Yasası Nedir ?
• Termodinamiğin Birinci Yasası Nedir ?
• Termodinamiğin İkinci Yasası Nedir ?
• Termodinamiğin Üçüncü Yasası Nedir ?

Termodinamik Tarihçe

Evrenin oluşumundan beri termodinamik yasaları mevcuttur. Ancak 1698’de Thomas Savery ve 1712’de Thomas Newcomen’in İngiltere’de ilk başarılı buhar makinesini icat etmeleriyle termodinamik bir bilim olarak kabul edildi.

Dünya üzerinde üretilen tüm teknolojik ürünler termodinamiğe uygun olarak çalışır. Kullandığımız bilgisayarımızdan cep telefonumuza, arabalardan uçaklara kadar her şey bu bilimin kanunlarına göre çalışır. Evimizde kullandığımız buzdolabı, su ısıtıcısı, ütü, klima, fön gibi birçok cihaz termodinamik kanunlarına göre çalışır. Termik ve nükleer santrallerinin çalışma prensibi de termodinamiğin konusudur.  Doğanın işleyişi, hayvan, insan ve bitkilerin tüm hücresel fonksiyonları da termodinamiğe uygun olarak çalışmaktadır. Evrenin genişlemesi, her canlının yaşlanması da termodinamiğin bir sonucudur.

Günlük Hayatta Termodinamik

Termodinamiği sizlere şu şekilde anlatmak istiyorum mesela sıcak bir çayın zamanla soğuması doğal bir olaydır. Ancak hiçbir ısıtma olamadan kendiliğinden ısınması da termodinamiksel olarak imkansızdır. Çünkü enerji ve ısı geçişi yüksekten düşüğe doğru kendiliğinden gerçekleşir. Tam tersi için dışarıdan sisteme enerji verilmesi gerekmektedir. Bu örneğimiz için ısıtma işlemi yapılmalıdır.

Vücudumuza besin aldığımızda hücrelerimiz bunu enerjiye dönüştürür. Biz bu enerjiyi ise gerek vücut fonksiyonlarımızla gerekse de hareket ederek harcarız. Bir kısmını da yağ biçiminde depolarız. Bu termodinamiğin birinci yasası olan enerji korunumu yasasına güzel bir örnektir. Kendisini odaya kapatıp vantilatör açan bir kişiyi ele alalım. Vantilatör bu kişiyi serinletecek mi? Eğer odanın kapısı ve penceresi kapalıysa kişi bir süre serinler ancak ondan sonra vantilatör çalışmasına rağmen sıcaklamaya başlar. Bunun nedeni ise vantilatör motorunun çalışırken dışarıya yaydığı ısıdır.

Sonuç olarak termodinamiği anlamak, enerji ve madde arasındaki ilişkiyi kavramak demektir. Termodinamiği sadece üniversitede verilen bir mühendislik dersi olarak görmemek gerekir. Çünkü termodinamik bunun ötesindedir. Bu yüzden her mühendislik öğrencisinin termodinamiği iyi bir şekilde kavraması gerekmektedir. 

Kaynak: Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik – Yunus A. Çengel

Termodinamik ile ilgili görüşlerinizi ve eklemek istediğiniz şeyleri aşağıdan yorum olarak belirtebilirsiniz.