TERMODİNAMİK I
Güz Dönemi 2021
Prof.Dr.Sadık Kakaç
Makine Mühendisliği Bölümü
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Universitesi
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
• Clausius Eşitsizliği (Clausius Inequality)
• Entropi (Entropy) ve Entropi Değişimi (Entropy Change)
• Entropinin Artışı İlkesi
• Kapalı ve Açık Sistemler için Entropi dengesi
• Entropi ile ilgili Özellik Diyagramları
• Saf madde hal ve entropi değişimleri
• Sıkıştırılamayan maddelerin hal ve entropi değişimleri
• İdeal gazların hal ve entropi değişimleri
• Mükemmel gazların izantropik (isentropic) hal değişimleri
• Tersinir Sürekli Akış İşi ve Makine Verimleri
Termodinamiğin İkinci Yasası: Clausius Eşitsizliği
(Clausius Inequality):
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Tersinir (Tümden veya İçten Tersinir) Çevrimler ve Tersinmez Çevrimler için
İçten Tersinir veya Tersinir Çevrimler için:
Tersinmez Çevrimler için:
Çevrim boyunca üretilen entropi
-> Tersinir -> Tersinmez
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Entropi tanımı:
Entropi değişimi:
İzotermal ısı transferi ise:
İçten Tersinir
İçten Tersinir Entropi: yeni bir özellik !
S [kJ/K] Entropi
s [kJ/kg·K] Özgül Entropi
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Entropinin artışı ilkesi:
(Tersinir ve Tersinmez)
Entropi değişimi bir hal
değişiminin ne kadar tersinir olduğunun bir ölçüsü
-> Tersinmez hal değişimi -> Tersinir hal değişimi -> Olanaksız
Entropi Üretimi
Sistemin Entropi Değişimi = Isı Transferi ve Tersinmezlikler
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Entropinin artışı ilkesi:
Adyabatik ve kapalı bir sistem:
AYRIK (ISOLATED) SİSTEM
Bir hal değişimi ancak entropi üretimi, , sıfırdan büyük ya da sıfır ise gerçekleşebilir.
İkinci Yasanın niceliksel ifadesi !
Entropi Üretimi
Kapalı Sistemler için Entropi Değişimi:
ENTROPİ
Adyabatik:
Kapalı Sistemler için Entropi Değişimi:
ENTROPİ
Adyabatik:
Ayrık sistem: sistem + çevresi (adyabatik)
ENTROPİ
Açık Sistemler için Entropi Değişimi:
ENTROPİ
Açık Sistemler için Entropi Değişimi:
Sürekli Akışlı Açık Sistem:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
T-s diyagramı:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
İzotermal (isothermal) hal değişimi:
İzantropik (isentropic) hal değişimi:
T-s diyagramı:
İçten tersinir ve
adyabatik hal değişimi:
izantropik hal değişimi
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Entropi değişimi:
T-s diyagramı: Su için T-s: A-9
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
h-s diyagramı (Mollier Diyagramı):
Su buharı için h-s: A-10
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Carnot Çevrimi
T-ds bağıntıları:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Tersinir ve Tersinmez Çevrimler, Kapalı ve Açık Sistemler için
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Saf madde:
İzantropik ise:
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Sıkıştırılamayan
maddeler (sıvı ve katı):
İzantropik ise:
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
İdeal gaz:
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
İzantropik ise:
İdeal gaz: Ortalama (Sabit) Özgül Isılar kullanılabiliyorsa:
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
İzantropik ise:
İdeal gaz: Ortalama (Sabit) Özgül Isılar kullanılabiliyorsa:
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
İdeal gaz: İdeal gaz, ortalama (sabit) Özgül Isılar, ve izantropik hal değişimi ise:
Bir hal değişimi için entropi değişimi ve izantropik bağıntılar:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
İzantropik ise:
İdeal gaz: Özgül Isılar sıcaklıkla değişiyorsa:
Tablo A-17
Tersinir Sürekli Akış İşi:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Sıkıştırılamayan madde:
(v = sabit)
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Tersinir Sürekli Akış İşi:
Makine Verimleri:
Sürekli Akışlı Makinelerin İzantropik verimleri:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Ideal Türbin veya İdeal Kompresör: tersinir ve adyabatik tersinir ve adyabatik → izantropik:
Türbin
Kompresör Nozul
Makine Verimleri:
Sürekli Akışlı Makinelerin İzantropik verimleri:
TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASI
Ideal Türbin veya İdeal Kompresör: tersinir ve adyabatik tersinir ve adyabatik → izantropik:
Türbin Kompresör Nozul
Referanslar (References):Mevcut en uygun!
• “Thermodynamics: An Engineering Approach”, Y.A. Çengel, M.A. Boles, McGraw-Hill.
