Fizik bilimiyle ilgili meslekleri fiziğin alt dallarına göre gruplandırarak bu alt dallara ilgi duyanlar için çeşitli meslek alternatifleri paylaştığımız yazı dizisine termodinamikle devam ediyoruz. Termodinamik fiziğin ısı enerjisi ve hareket arasındaki ilişkiyi açıklayan alanıdır. Bu yazıda termodinamik ile ilgili meslekler üzerinde duracağız.
Termodinamik ile ilgili başlıca meslekler şöyle sıralanabilir:
- Makine mühendisliği
- Otomotiv mühendisliği
- Uçak mühendisliği
- Gemi mühendisliği
- Meteoroloji uzmanlığı
- İklimlendirme uzmanlığı
- Biyomedikal mühendisliği
- Malzeme mühendisliği
İçerisinde makinenin olduğu her alan termodinamikle alakalıdır. Çünkü makine ve motorlar termodinamik prensiplerine göre üretilmekte ve yine bu prensiplere göre çalışmaktadır.
Kısaca Termodinamik
Fizikle detaylı bir şekilde ilgili değilseniz termodinamik nedir tam olarak bilmemeniz normaldir. Ancak termodinamik çok önemli bir fizik dalıdır.
Termodinamik, ısı ile diğer enerji türleri arasındaki ilişkilerle ilgilenen fizik dalıdır. Özellikle, ısı enerjisinin diğer enerji türlerine nasıl dönüştürüldüğünü ve bunun etkilerini açıklar.
Termodinamik için günlük hayattan örnekler verirsek yukarıdaki tanım daha anlaşılır hale gelir. Arabalar hareket ederken yakıt yakar. Yakıtın yanması sonucu oluşan ısı enerjisi sıkışmaya neden olur ve hareket sağlanır. Bu sayede ısı enerjisi hareket enerjiye yani kinetik enerjiye dönüştürülmüş olur.
Yakıt yakan motorlardan tutun da yakıtlardan elektrik üretilmesine kadar ısı enerjisinin olduğu her sistem termodinamikle ilgilidir.
Termodinamikle mekanik prensipleri de geçerlidir. Bu nedenle termodinamikle mekanik ilişkilidir. İlgili yazı: Mekanik ile ilgili meslekler
Termodinamik Yasaları
Termodinamiğe ait 4 temel yasa bulunmaktadır. Termodinamik biliminin işleyişinde bu dört temel yasa önemlidir. Kısaca değinelim:
Sıfırıncı Yasa: Eğer iki sistem üçüncü sistemle ısıl dengede ise, o zaman aynı zamanda birbirleriyle dengede olduklarını belirtir. Yani A = C ve B = şartları sağlanıyorsa sıcaklık açısından A = B eşitliği de vardır. Daha sonra ortaya konduğu için sıfırıncı yasa olarak adlandırılan bu kuralın temel noktası, sıcaklığı maddenin temel ve ölçülebilir bir özelliği olarak belirlemesidir.
Birinci Yasa: Bir sistemin enerjisindeki toplam artışın, ısı enerjisindeki artış + sistem üzerinde yapılan işe eşit olduğunu belirtir. Bu, ısının bir enerji biçimi olduğunu ve bu nedenle koruma ilkesine tabi olduğunu ortaya koymaktadır.
İkinci Yasa: Isı enerjisinin daha düşük sıcaklıktaki bir sistemden daha yüksek sıcaklıktaki bir sisteme kendiliğinden aktarılmayacağını ifade eder. Dolayısıyla böyle bir aktarım enerji gerektirir. Yani klima odayı soğutmak için ve kalorifer odayı ısıtmak için enerji harcamak zorundadır.
Üçüncü Yasa: Mutlak sıfır denilen -273.15 °C’de entropinin sıfır olduğunu belirtir. Entropiyi anlayabilmek için basitçe atık enerji olarak düşünebilirsiniz. Yani iş üretmeyen fazla enerjiye entropi denir. Bir sistemde bozulma ve düzensizlik arttıkça entropi de artacaktır. Hiçbir sistem mutlak sıfırda olmadığı için entropi değeri her zaman pozitiftir ve sistemlerde artış eğilimi gösterir.
Termodinamikle ilgili mesleklerin temelinde termodinamik yasaları vardır. Ancak bu yasalarına arka planında çok köklü hesaplamalar bulunmaktadır.