Termodinamik yasaları

Termodinamik, ısının enerji ve faydalı iş
olarak tanımladığımız fiziksel olgularla
ilişkisini inceleyen doğa bilimidir.
Termodinamik sistemler makroskopik
olgularla -ısı, enerji ve sıcaklık gibitanımlanır.
Termodinamik mikroskobik
sistemlerle uğraşan alt dalları olmasına
rağmen, genel olarak maddenin
mikroskobik bileşenleriyle uğraşmaz.
Termodinamik yasalar bu makroskopik
olguları tanımlar, bu olguların değişik
şartlar altında nasıl davrandığını inceler
ve bu davranışların sınırını çizer.
Bir başka deyişle, popüler
bilim yazarlarının en çok karşılaştığı
sorulardan ikisi olan “devridaim
makinesi yapmak olanaklı mı?” ve
“mutlak sıfıra ulaşılabilir mi?” sorularına
gönül rahatlığı ile “hayır” cevabı
vermesini sağlar.


Termodinamiğin
sıfırıncı yasası
Tarihsel olarak diğerlerinden sonra
ifade edilmesine rağmen, diğerlerinin
anlaşılması için çok önemli olması
sebebiyle bu ismi almıştır.
İki termodinamik sistemin bir
üçüncüsüyle termal dengede olması
durumunda, birbirleriyle de denge
de olmaları gerektiğini ifade
eder. Bu yasa sıcaklık kavramının

tanımlanmasını sağlar

Termodinamiğin
birinci yasası
Bir cisme veya sisteme verilen enerji,
iç enerjideki değişimin ve yapılan
işin toplamına eşittir. Bu yasa ısı
ve işin enerjinin bir biçimi olduğunu
açıklar. Bu yasadan çıkan en önemli
sonuç ise enerjinin her zaman
korunduğu yani yoktan var edilemediği
ve varken de yok edilemediğidir.
Devridaim makinelerinin bir kısmı
bu yasayı ihlal ettiği için yapılmaları
da olanaksızdır. “Enerji üretmek “
kavramını enerjinin bir formunu
insanoğlunun kullanabileceği başka
bir forma çevirmek olarak anlıyoruz.
Devridaim makineleri ise verilen
bir ilk enerjiyi çoğaltmayı hedeflediği

için enerji korunumunu ihlal eder.

Termodinamiğin
ikinci yasası
Termodinamiğin ikinci yasası entropi
olarak isimlendiren kavramı
tanımlar ve termal işlemlerde yönü
belirler. Suyun yukarıdan aşağı akması
gibi ısı da sıcaktan soğuğa akar.
Bu yönü belirleyen entropidir. Tüm
termal işlemlerde entropi ya sıfırdır
ya pozitiftir. Eğer entropi sıfır ise işlem
tersinir, eğer pozitifse tersinmezdir
yani işlem geri döndürülemez.
Ok yaydan çıkmıştır bir kere.
Termodinamiğin birinci yasası enerjinin
yoktan var edilmesinin imkânsız
olduğunu söyleyerek devridaim
makinelerinin yapılamayacağını
gösterir. İkinci yasa ise termal bir
süreçte yapılan işi ve verilen iç enerjiyi
geri döndürmenin imkânsız olduğunu
göstererek sonsuz bir döngünün

mümkün olamayacağını ispatlar.


Termodinamiğin
üçüncü yasası
Bu yasa ise mutlak sıfır noktasını tanımlar.
Mükemmel bir kristalin entropisi
mutlak sıfır sıcaklığında sıfırdır. Mutlak
sıfır noktası cisimlerin entropisini
tanımlamak için konulmuş olası
en düşük sıcaklıktır. Gerçek hayatta
mükemmel olmayan kristaller içinse
sıcaklık mutlak sıfıra doğru yaklaşırken,
entropi sıfırdan farklı bir sabit

değere yaklaşır.