ENERJİ ANALİZİ

Tromb duvarı, aynı zamanda ısı depolama duvarı olarak da adlandırılır. Doğru cevap A şıkkıdır.

Sankey diyagramı,  enerji analizi ile elde edilen sonuçların bir diyagram üzerinde gösterilişidir. Doğru cevap A şıkkıdır.

Ortam sıcaklığı 20-22°C olduğunda ısıl konfor elde edilmiş olur. Doğru cevap C şıkkıdır.

Panel,  Brayton çevriminin parçası değildir. Doğru cevap E şıkkıdır.

Basit Rankine çevriminde yğuşturucu vardır. Doğru cevap D şıkkıdır.

Sınırlarından kütle geçişi olmayan sistemlere kapalı sistem veya kontrol kütlesi denir. Doğru yanıt A seçeneğidir.

Buharlaşmanın başladığı sıcaklığa doyma sıcaklığı denir. Doğru yanıt B seçeneğidir.

Hal değişimlerinde sabit hacimde gerçekleşen işlemelere izokorik işlemler denir. Doğru yanıt C seçeneğidir.

Sıvının özgül hacmi v=3.02 x10^-3 m³/ kg ve kütlesi m = 6780 kg olduğundan
V = vm kullanılarak
V = 3.02 x10^-3 (m³/ kg) 6780 kg
V = 20 m³ olarak bulunur.
Doğru yanıt B seçeneğidir.

Mutlak basınç ve atmosfer basıncı arasındaki farka efektif basınç denir. Doğru yanıt C seçeneğidir.

Sistemlerin sahip oldukları toplam enerji (E), iç enerjiyi (U), kinetik enerjiyi (KE) ve potansiyel enerjiyi (PE) kapsar ve E ile gösterilir.

    E=U+KE+PE
 262=60+120+x
    x=82

Doğru yanıt D seçeneğidir.

Termodinamiğin sıfırıncı yasasına göre, iki ayrı cisim bir üçüncü cisim ile ısıl dengede ise cisimlerin de kendi aralarında ısıl dengede olacaklarını belirtmektedir. Doğru yanıt A seçeneğidir.

İki sistem arasında sıcaklık farkından dolayı geçen enerjiye ısı denir. Doğru yanıt B seçeneğidir.

TERMODİNAMİK SİSTEMLER
Termodinamik analiz, üzerinde çalışılacak olan kütlenin yada hacmin seçilmesiyle yani sistem seçimi ile
başlar. Sistem, sistem çeşitleri ve ilgi kavramları önce tanımlayıp sonra örneklerle açıklayalım:
Sistem: Termodinamik açıdan incelenmek üzere seçilen kütle yada hacimdir.
Çevre: Sistemin dışında bulunan her şey çevre olarak adlandırılır.
Sistem sınırı: Sistemi çevresinden ayıran yüzeye sınır denir. Sistem sınırı gerçek veya hayali bir
yüzeydir. Sistem sınırı sabit ya da hareketli olabilir. Matematiksel açıdan, sınırın kalınlığı sıfırdır, bu
nedenle de kütlesi ve hacmi yoktur. Analize ve sisteme uygun olarak sistem sınırını biz çizeriz ve böylece
analize başlamış oluruz. Çevre ve sistem arasındaki her türlü etkileşim sınır boyunca gerçekleşir.

Kapalı ve Açık Sistemler
Kapalı sistem veya diğer adıyla kontrol kütlesi, sınırlarından kütle geçişi olmayan sistemdir. Kapalı
sisteme kütle girişi veya çıkışı olamaz. Sabit bir kütle incelenmek isteniyorsa kapalı sistem seçimi
uygundur. Kapalı sistem kısaca sistem yada kontrol kütlesi olarak adlandırılır. Seçilmiş sistemi belirmek
için sınırın çizilmesi gerekir.Kapalı sistem sınırlarından enerji, iş veya ısı biçiminde geçebilir (Şekil
3.2). Kapalı sistemlerin özel bir tipi olan izole sistemlerde hem enerji hem de kütle geçişi gerçekleşmez.
İzole sistemin çevresi ile hiçbir etkileşimi de olmaz. Şekil 3.3’te gösterilen piston-silindir düzeneğinde
kesikli çizgilerle belirtilen bölge kapalı sistemi göstermektedir. Sınırlar içindeki gaz ısıtıldığı zaman gazın
sıcaklığı artacak ve piston yükselecektir. Sistem sınırlarından enerji geçişi olmakta ancak kütle geçişi
olmamaktadır. Sistem, sınırlarından kütle geçişi olmadığı için belirtilen örnek, bir kapalı sistemdir.
Burada dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta ise pistonun alınan ısı ile birlikte hareket etmesidir diğer
bir deyişle sistem sınırlarının hareket etmesidir. Bu sistemde gaz kütlesi dışlındaki her şey, çevreyi
oluşturmaktadır.

Açık sistem veya diğer adıyla kontrol hacmi, uzayda belirlenen problemin çözümüne uygun bir
şekilde seçilmiş bir hacmi temsil etmektedir. Kontrol hacmi genellikle kompresör, türbin, lüle gibi
içinden akışkan akışı olan ekipmanların analizlerinde gereklidir. Bu ekipmanların içindeki akışların
termodinamik analizinde, yaygın olarak ekipmanların fiziksel sınırları sistem sınırları olarak ele alınır.
Kontrol hacimlerinin sınırlarını oluşturan kontrol yüzeylerinden kütle ve ısı geçişleri gerçekleşir

Termodinamikte özelikler iki ana grupta sınıflandırılmaktadır: bağımlı (yaygın, ekstensif) özelikler,
bağımsız (yoğun, intensif) özelikler. Eğer bir özelik, sistemi oluşturan bütün parçaların değerlerinin
toplamı sonucunda elde ediliyorsa bu bağımlı bir özeliktir. Diğer bir ifade ile sistemi oluşturan madde
miktarına bağlı olan özelik bağımlı özeliktir. Örnek olarak hacim ve iç enerji sistemin kütlesine bağlı
özeliklerdir. Eğer özelik madde miktarına bağlı değil ise bağımsız özelik olarak anılmaktadır. Örnek
olarak sıcaklık, basınç ve yoğunluk verilebilir. Bağımlı bir özelik kütleye bölünerek bağımsız özelik
olabilir. Örneğin hacim kütleye bölünerek özgül hacim elde edilir buda bağımsız özeliktir.

Hal Değişimi ve Denge
Klasik termodinamik dengeye ya da bir denge halinden diğerine geçişe ayrı bir önem vermektedir. Denge,
mekanikte karşıt kuvvetlerin eşit olduğunu ifade ederken termodinamikte denge kavramı, verilen bir
zamanda sistemin her noktasındaki özeliklerin aynı olduğunu göstermektedir. Diğer bir ifade ile sistemi
etkileyen tüm etkenlerin dengede olması halinde sistem özeliklerinde bir değişim yoksa bu sistemler için
termodinamik açıdan dengede olduğu söylenir.

Sistemin denge halleri şöyle sıralanabilir:
Isıl denge; sistemin her noktasında sıcaklığın aynı olması durumudur.
Mekanik denge; sistemin her noktasında basıncın aynı kalması durumudur.
Kimyasal denge; sistemin kimyasal bileşiminde bir değişiklik olmadığı durumdur.
Termodinamik denge; sistemin tüm denge hallerine sahip olduğu durumdur

Isı kaynağı: Isı çekildiğinde ya da ısı atıldığında sıcaklığı değişmeyen sonsuz kapasiteli kabul
edilebilecek ısıl enerji deposudur. Sıcaklığı yüksek olan ısı kaynaklarına yüksek sıcaklıklı sıcak ısı
kaynağı yada kısaca ısı kaynağı denir. Düşük sıcaklıktaki ve ısıl enerjinin atıldığı kaynak ise soğuk ısı
kaynağı ya da ısıl enerji kuyusu diye adlandırılır.

Termodinamik çevrim: Hal değişimlerinin peş peşe meydana gelerek yeniden başlangıç haline
ulaşılmasıyla ortaya çıkan dönel hal değişimi.
Çalışan akışkan: Çevrim boyunca ısı geçişi olan ve hal değiştiren akışkana iş yapan akışkan ya da
çalışan akışkan denir.

Kelvin-Planck ifadesi aslında, ısı makinelerinin veriminin hiçbir zaman % 100 olamayacağını söylemektedir.

Clausius ifadesine göre “Isıyı bir düşük sıcaklık kaynağından yüksek sıcaklık kaynağına kendiliğinden
aktaracak bir makine yapmak olanaksızdır.”