Termodinamiğin İkinci Kanunu

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
MADDE ve ISI.
Advertisements

Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Termodinamiğin İkinci Yasası ve Entropi
Bölüm 9 GAZ AKIŞKANLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ
Sıcaklık ve Termodinamiğin Sıfırıncı Kanunu
MOTORLAR-10 HAFTA VURUNTU
ISI MADDELERİ ETKİLER.
“Tersinir veya tersinmez, bütün çevrimlerde sistem başlangıç durumuna döndüğü için (i=s) sistemin entropi değişimi sıfırdır. Çünkü entropi bir durum fonksiyonudur.
MADDENİN ISI ETKİSİYLE DEĞİŞMESİ
MADDENİN ISI ETKİSİYLE DEĞİŞİMİ
Deney No: 6 Reaksiyon Isısının Hesaplanması
ENERJİ, ENERJİ GEÇİŞİ VE GENEL ENERJİ ANALİZİ
Verim ve Açık Devre Gerilimi
Termodinamiğin Birinci Yasası
Bölüm 8 EKSERJİ: İŞ POTANSİYELİNİN BİR ÖLÇÜSÜ
Burak Talha İn-Yusuf İslam Niğdelioğlu- Selin Erol-Bedrika Kurt
5. Sınıf Fen Ve Teknoloji Dersi
Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ
Bölüm 7 ENTROPİ.
MADDE VE ISI.
MADDENİN ISI ETKİSİ İLE DEĞİŞİMİ
ISI VE SICAKLIK Maddeyi oluşturan atom yada moleküller sürekli hareket halindedir. Bu hareket katı maddede denge konumu etrafındaki titreşimler , sıvı.
Maddenin Isı Etkisiyle Değişimi Bayburt Üniversitesi Eğitim Fakültesi
Genleşme ve Büzülme Katı , sıvı ya da gaz halinde bulunan maddelerin hacimleri ısı aldığında artar, bu olaya genleşme denir. Aynı maddeler sıcaklığı düşük.
Entalpi - Entropi - Serbest Enerji
Yıldız Teknik Üniversitesi Makina Müh. Bölümü
MADDENİN DEĞİŞİMİ VE TANINMASI
MADDENİN DEĞİŞİMİ VE TANINMASI
Termodinamiğin 2. ve 3. yasaları. Entropi. Serbest enerji.
Maddenin Tanecikli Yapısı ve Isı
Termodinamik. Termodinamiğin 0. ve 1. yasaları. Hess yasası.
Elektrik Akımının geçtiği iletkene mıknatıs alanının etkisi
MADDENİN ISI ETKİSİYLE HAL DEĞİŞİMİ
SEİLİNGER ÇEVRİMİ TERMODİNAMİĞİ
DÖRT ZAMANLI MOTORLAR KİMYASAL ENERJİYİ , MEKANİK ENERJİYE ÇEVİRMEK İÇİN DÖRT AYRI ZAMANDAN (STROK’DAN) FAYDALANAN MOTORLARDIR.
BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNÜVERSİTESİ MÜH. FAKÜLTESİ TERMODİNAMİK
Kapalı ve Açık Sistemler Arş. Gör. Mehmet Akif EZAN
ISI VE SICAKLIK.
ISI VE SICAKLIK.
MOTORLAR-4.HAFTA UYGULAMA
ISI VE SICAKLIK.
ISI: Bir maddenin bütün moleküllerinin sahip olduğu çekim,potansiyel enerjileri ile kinetik enerjilerinin toplamına ısı denir.Isı bir enerji türüdür.Başka.
ISINMAK İÇİN KULLANILAN YAKITLAR
GAZ AKIŞKANLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ
Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Bölüm 8 EKSERJİ: İŞ POTANSİYELİNİN BİR ÖLÇÜSÜ
E-MADDENİN ISI ETKİSİYLE DEĞİŞİMİ
KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ
TERMODİNAMİK KANUNLARI
Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Bölüm 8: Ekserji: İş Potansiyelinin bir Ölçüsü 1 Bölüm 8 EKSERJİ: İŞ POTANSİYELİNİN BİR ÖLÇÜSÜ.
TEMEL PRENSİPLER Enerji Akışı ve Dengeleri Mısır Tarlası Taşkına Uğramış Yol, Illinois.
Bölüm 9 GAZ AKIŞKANLI GÜÇ ÇEVRİMLERİ
ISI POMPASI HAZIRLAYAN : Birkan KÖK.
Biyoenerjetik.
BUHAR SIKIŞTIRMALI SOĞUTMA ÇEVRİMİ
MADDENİN ÖZELLİKLERİveTERMODİNAMİK
Motorlarda Termodinamik Çevrimler
Bölüm 7 ENTROPİ.
Sıcaklık ve İletkenlik
Hidroterapi ve balneoterapi
Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
BÖLÜM 8 SICAKLIK VE ISI. BÖLÜM 8 SICAKLIK VE ISI.
Isı Pompaları ve Uygulamaları
Isı Pompaları ve Uygulamaları
GAZ TÜRBİNLERİ TERMODİNAMİĞİ
ISININ İLETİMİ VE TERMODİNAMİK Zeliha IŞIK
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. Prof. Dr. Ali PINARBAŞI Bölüm 6 TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI.
Sunum transkripti:

Termodinamiğin İkinci Kanunu Termodinamiğin ikinci kanunu iş yapabilen ısı miktarına sınırlama getirir. Böylece termodinamiğin birinci yasasına göre sınırlama olmayan ısı makinelerinin verimine sınırlama getirir. Termodinamiğin ikinci kanunu ısının akış yönü kısıtlar, mükemmel bir ısı makinesini veya soğutucuyu imkansızlaştırır ve en iyi verimi Carnot makinesinde elde eder. Termodinamiğin ikinci kanunu zamanın yönünü tespit eden entropiyle ifade edilebilir. Q Motor W Verim=100/100=1 Soğuk Sıcak Q Termodinamiğin birinci kanununa göre mümkün fakat termodinamiğin ikinci kanununa göre mümkün değil.

Bu bulgular termodinamiğin ikinci kanunu içerisinde özetlenir. 1. Herhangi bir ısıl sistem içerisindeki enerjinin tamamı işe dönüştürülemez. 2. Kendiliğinden oluşan değişimler yalnızca bazı yollarla ve yönlerde gerçekleşir. Makineler Isı makinesi, ısıl enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren bir aygıttır. Atık, egzoz gazı Yakıtın yandığı hazne Yakıtın yandığı hazne Motor Atık, egzoz gazı Motor Sürekli iş üreten bir makine iki önemli özelliğe sahip olmalı 1) Çevrimsel çalışmalı. 2) En az iki ısı kaynağı olmalı.

● 1 ● 2 WT= W-W’ P V Th Isı kaynağı W Tc Isı kaynağı W’ W>W’ olmalı Gazın yaptığı net iş Th Isı kaynağı Qh W Tc Isı kaynağı Qc W’ W>W’ olmalı Bir makinenin verimi ısı makinesinin veya motorun aldığı ısıl enerjinin ne kadarının mekanik enerjiye dönüştüğünün bir ölçütüdür. Çevrim sonunda yapılan net işin yakıt tarafından sağlanan toplam ısıl enerjiye oranı olarak tanımlanır. Termodinamiğin ikinci kanunu bir makinenin veriminin %100 ( =1) olamayacağını gösterir.

Kelvin-Plank ifadesi = Clasius ifadesi ISI MAKİNESİ Termodinamiğin ikinci kanunu Kelvin-Plank ifadesi Q Motor W Qh Qc Belli bir sıcaklıktaki tek bir ısı kaynağından sağlanan ısıl enerjinin tamamını işe dönüştüren, çevreden hiç bir etki yaratmayan ve başladığı duruma ulaşan bir makine mümkün değildir. Termodinamiğin ikinci kanunu - Clasius ifadesi BUZDOLABI Qh Motor W Qc Q Soğuk Sıcak Sadece soğuk bir cisimden daha sıcak bir cisme ısıl enerji aktaran ve çevrede bir etki yaratmayan çevrimsel bir motor mümkün değildir. Kelvin-Plank ifadesi = Clasius ifadesi %100 VERİMLE ÇALIŞAN ISI MAKİNESİ VEYA SOĞUTUCU MÜMKÜN DEĞİLDİR. Soru: Bir makinenin verimi en fazla ne kadar olabilir? Cevap: CARNOT TEOREMİ

Carnot Teoremi: İki ısı kaynağı arasında tersinir olarak çalışan bir makineden daha verimli bir makine olamaz. Carnot Makinesi ISI BANYOSU Th Th İzotermal genleşme Qh Tc Adyabatik genleşme ISI BANYOSU Tc Qc İzotermal sıkışma Adyabatik sıkışma AB DA BC CD

P Çevrim sonucunda A Qh>0 B Th W C Tc D Qc<0 V Carnot makinesi dört tersinir süreçten oluşur: 1) Sıcak ısı kaynağından (Th) ısıl enerji alarak, eş sıcaklıklı tersinir genleşme (AB) Th=sabit, VA VB , PA PB 2) Daha düşük sıcaklığa (Tc) , adyabatik tersinir genleşme (BC) ThTc , VB VC , PB PC 3) Düşük sıcaklıkdaki ısı kaynağına (Tc) ısıl enerji vererek, eş sıcaklıklı tersinir sıkışma (CD) TC=sabit, VC VD , PC PD 4) Başlangıçtaki denge durumuna (Th , VA, PA ) , adyabatik tersinir genleşme (DA) TcTh , VD VA , PD PA Th Tc Qh>0 Qc<0 A B C D W P V Çevrim sonucunda

Carnot Çevrimi: İdeal gaz yaklaşımı AB Eşsıcaklıklı genleşme CD Eşsıcaklıklı genleşme Adyabatik süreç İdeal gazlı Carnot Makinesinin verimi

The Diesel Çevrim Adyabatik sıkışma Sabit basınçta sıcaklık ısıtma Adyabatik genleşme Sabit hacimde soğutma, çevreye atılan atık.

Buzdolabı veya sokak Tc Soğutucu / Isıtıcı motor Soğutucular-Isıtıcılar Oda Th Buzdolabı veya sokak Tc Qc Qh W Soğutucu / Isıtıcı motor Çevrim sonucunda 1. Yasaya göre buzdolabı Soğutucu motor Tc Qc W Qh Oda ısıtıcı Sokak   Th Tc Qh<0 Qc>0 A B C D W<0 P V İdeal gazlı Carnot soğutucusu Soğutucunun / ısıtıcının performans katsayısı  

  Th Entropi ve Termodinamiğin İkinci Kanunu Bir Carnot çevriminde P Herhangi bir tersinir çevrim çok sayıda küçük Carnot çevrimlerinin toplamı olarak ifade edilebilir. P V adyabat izoterm Sonsuz küçük Carnot çevrimi Th Tc dQc dQh Makine dW Gözönüne alınan çevrim için Tersinir bir çevrim sonucunda dQ/T lerin toplamı sıfırdır.

dQ bir tam diferansiyel değildir, yani Q bir durum fonksiyonu değildir ancak dQ/T bir tam diferansiyeldir çünkü 1/T ‘ye integrasyon çarpanı denir. Buradaki dQ/T bir durum fonksiyonunun diferansiyelidir. Bunun herhangi iki denge durumu arasındaki integrali durum fonksiyonundaki değişimi verir. Bu yeni durum fonksiyonuna ENTROPİ (S) denir. a’dan b’ye tersinir bir süreç sonunda sistemin entropisindeki değişim   Nasıl, işin tüm süreçler için geçerli olan bir ifadesi var ise artık, ısının da tüm süreçler için geçerli olan bir ifadesi var

    Tersinmez (kendiliğinden gerçekleşen) süreçlerde entropi Özet: Tersinmez süreç Tersinir süreç Tersinir bir süreç için    Sonsuz küçük tersinmez bir çevrim için Herhangi bir tersinmez çevrim bu sonsuz küçük tersinmez çevrimlerin toplamı olarak ifade edilebilir.  Özet: Tersinir bir çevrim için Tersinmez bir çevrim için Clausius eşitsizliği

Tersinmez bir süreçte entropi değişimi Clausius eşitsizliği, herhangi bir çevrim sonunda dQ/T lerin toplamı ya sıfırdır (tersinir çevrim) ya da sıfırdan küçüktür (tersinmez çevrim). Çevrim ister tersinir olsun ister tersinmez, entropi değişimi sıfırdır. Tersinmez bir süreçte entropi değişimi Bir çevrimin, bir kısmı tersinir ve bir kısmı tersinmez ise net çevrim, tersinmezdir. Tersinir Tersinmez a b ve olduğu kolayca bulunur Tersinir bir süreç Tersinmez bir süreç