Termodinamik Yazıları (On Thermodynamics)    Taner Derbentli

             Bu sayfada termodinamikle ilgili kısa yazılarımı bulacaksınız.
             (On this page you will find short articles that I will write on thermodynamics)
            

 Entropi 2                                           Entropy 2

                 
     Entropi ile ilgili dört yazıdan oluşan dizinin birinci yazısında genel kavramlardan söz edilmiş ve iki nokta vurgulanmıştı. Bunlardan birincisi entropinin bir özelik olduğuydu. İkincisi hal değişimlerinin veya süreçlerin verimlerinin entropi değişimi ile ilişkilendirilebileceğiydi. Bu bölümde entropi üretimi ve süreçlerde tersinmezlik üzerinde durulacaktır.
     Enerjinin korunumu temel bir yasadır. Bu yasayı “bir hal değişimi sırasında sistemin enerji değişimi sistemin enerji etkileşimine eşittir” biçiminde yazabiliriz. Oysa aynı değerlendirme entropi için geçerli değildir. Bir hal değişimi sırasında sistemin entropi değişimi, sistemin entropi etkileşiminden büyüktür veya eşittir. Eşitlik sadece ideal hal değişimleri içindir. Bu durumda gerçek hal değişimlerinde sistemin entropi değişimi sistemin entropi etkileşiminden büyüktür. Aradaki fark, her zaman artı bir değerdir ve entropi üretimine eşittir.
    İdeal ve gerçek hal değişimlerinden söz edildi. Bunlara termodinamik dilinde tersinir ve tersinmez hal değişimleri denir. Doğadaki her süreç tersinmezdir. Sürtünme, ısı geçişi , sonlu sürede gerçekleşen herhangi bir işlem tersinmezdir, başka bir deyişle entropi üretimine yol açar. Entropinin önemi, tersinmezlikleri nicelendirebilmesidir. Başka bir deyişle süreçlerdeki entropi üretimini hesaplayarak , daha verimli ve daha verimsiz süreçleri birbirinden ayırabiliriz. Bu hesaplar aynı zamanda eniyileme (optimizasyon) çalışmalarında kullanılabilir. İdeali gerçekleştiremesek bile ona entropi üretimini hesaplayarak yaklaşabiliriz. Tüm bu hesaplamalar kuşkusuz belirli bir yönteme ve sistematiğe dayanır ama termodinamik bilimi kapsamında yapılabilir.
    Bir sistem birbirinden farklı A ve B hallerinde bulunabiliyorsa, A halinden B haline geçerken bir iş yapma potansiyeline sahiptir. Bu potansiyele ekserji adı verilir. Ekserji; enerji , enerji ile ilişkili özelikler ve entropi ile tanımlanan bir büyüklüktür. Ekserji çözümlemesi adı verilen termodinamik yöntemle süreçlerin irdelemesi ve ekonomik ilkelerle ilişkilendirerek de eniyilemesi (optimizasyonu) yapılabilir. Ekserji çözümlemesi ve termoekonomi , entropi kavramının teknoloji çalışmalarına kazandırdığı çözümleme yöntemleridir.
    Bu yazılarda matematiğe girmeden termodinamikle ilgili konuların açıklaması yapılmaktadır. Kuşkusuz bu kavramlar matematiksel teknikler ve simgeler kullanılarak çok daha iyi açıklanabilir. İlgi duyan okuyucu ayrıntılar için temel termodinamik kitaplarına veya sonsuz bilgi kaynağı internete başvurabilir.
    
               (6 Şubat 2017)
    
    
    
    
    
           In the first article of this set of writings on entropy general concepts were mentioned and two points were emphasized. First point was that entropy is a property. The second point was that the efficiency of the changes of state or processes could be related to entropy. In this article entropy generation and irreversibilities in processes will be considered.
    Conservation of energy is a fundamental law. This law can be expressed as, “the change of energy of a system during a process is equal to the energy interaction of the system during that process”. However, the same evaluation cannot be made for entropy. The change of entropy of a system during a process, is greater than or equal the entropy interaction of the system during that process. The equality holds only for ideal processes. For this reason during a real process the entropy change of a system is greater than its entropy interaction. The difference is always a positive value and is equal to the entropy generation.
    Ideal and real processes were mentioned. In thermodynamics jargon they are called reversible and irreversible processes. All processes in nature are irreversible. Friction, heat transfer, any process taking place in a finite time are irreversible, in other words lead to entropy generation. The importance of entropy lies in the fact that it can quantify irreversibilities. In other words by calculating the entropy generation in processes, we can separate more efficient processes from the less efficient ones. These calculations can also be used in optimization studies. Although we cannot realize the ideal, we can approach it by calculating the entropy generation. All these calculations of course require a method, a calculation systematic. These can be done within the context of thermodynamics.
    If a sytem can be in two different A and B states, it has a potential to do work in going from state A to state B. This potential is called exergy or availability. Exergy is a magnitude which can be defined in terms of energy, properties related to energy and entropy. The thermodynamic method which is called exergy analysis can be used to analyze processes. By relating this method with the economic principles optimization can be made. Exergy analysis or thermoeconomy, are methods of analysis in technological studies which stem from the concept of entropy.
    In these writings topics in thermodynamics are explained without resorting to mathematics. No doubt these explanations can be made much better by using mathematical techniques or symbols. Interested readers can refer to fundamental books on thermodynamics or the limitless source of knowledge, the internet.
                                          (February 6, 2017)