FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK VE TERMODİNAMİK. Mikrokopik Teori ve Makroskopik Ölçümler I. Prof.Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, FizikBölümü 2017

Benzer belgeler
FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK. Mikrokopik Teori ve Makroskopik Ölçümler I. Prof.Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, Fizik Bölümü 2017

FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK VE TERMODİNAMİK. Genel Termodinamik Etkileşme II. Prof.Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, FizikBölümü 2017

FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK VE TERMODİNAMİK. Parçacık Sistemlerinin İstatistik Tanımlanması II

FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK. Klasik Yaklaşımda Kanonik Dağılım I. Prof.Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, Fizik Bölümü 2017

Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası

Termodinamik Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI

Bölüm 3. Maddenin Isıl Özellikleri ve TERMODİNAMİK. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

Termodinamik İdeal Gazlar Isı ve Termodinamiğin 1. Yasası

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar.

O )molekül ağırlığı 18 g/mol ve 1g suyun kapladığı hacimde

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

TERMODİNAMİK / HAL DEĞİŞİMİ

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

Maddeye dışarıdan ısı verilir yada alınırsa maddenin sıcaklığı değişir. Dışarıdan ısı alan maddenin Kinetik Enerjisi dolayısıyla taneciklerinin

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

Sıcaklık (Temperature):

FİZİKOKİMYA I ARASINAV SORU VE CEVAPLARI GÜZ YARIYILI

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 5 PSİKROMETRİK İŞLEMLERDE ENERJİ VE KÜTLE DENGESİ

KİM-118 TEMEL KİMYA Prof. Dr. Zeliha HAYVALI Ankara Üniversitesi Kimya Bölümü

FİZİKSEL METALURJİ BÖLÜM 2

Bölüm 2: Akışkanların özellikleri. Doç. Dr. Tahsin Engin Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

Bölüm 2. Sıcaklık ve Gazların Kinetik Teorisi. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

7. Bölüm: Termokimya

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ SAKARYA MESLEK YÜKSEKOKULU

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

Kısa İçindekiler. Fizik: İlkeler ve Pratik Cilt 1: 1-21 Bölümleri, Cilt 2: Bölümleri kapsar

C = F-32 = K-273 = X-A B-A. ( Cx1,8)+32= F

Sistem Özellikleri 10/7/2014. Basınç, P Sıcaklık, T. Hacim, V Kütle, m Vizkozite Isıl İletkenlik Elastik Modülü

İstatistiksel Mekanik I

Bölüm 8 EKSERJİ: İŞ POTANSİYELİNİN BİR ÖLÇÜSÜ. Bölüm 8: Ekserji: İş Potansiyelinin bir Ölçüsü

Kütlesel kuvvetlerin sadece g den kaynaklanması hali;

Enerji var veya yok edilemez sadece biçim değiştirebilir (1.yasa)

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

İÇİNDEKİLER ÖNSÖZ Bölüm 1 DAİRESEL HAREKET Bölüm 2 İŞ, GÜÇ, ENERJİ ve MOMENTUM

3. TERMODİNAMİK KANUNLAR. (Ref. e_makaleleri) Termodinamiğin Birinci Kanunu ÖRNEK

ISI SICAKLIK GENLEŞME

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

5. SINIF KİMYA KONULARI

ENERJİ DENKLİKLERİ 1

Gaz hali genel olarak molekül ve atomların birbirinden uzak olduğu ve çok hızlı hareket ettiği bir haldir.

Kristalizasyon Kinetiği

DÜZENLİ AKIMLARDA ENERJİ DENKLEMİ VE UYGULAMALARI

Isı ve Sıcaklık. Test 1'in Çözümleri

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ. Nazife ALTIN Bayburt Üniversitesi, Eğitim Fakültesi

8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği

Termodinamik ve Akışkanlar (APM201) Ders Detayları

1Kalori=1 gram suyun sıcaklığını +4 0 C den +5 0 C ye çıkarmak için gerekli enerjidir. 1cal = 4,18 joule

Maddeye hareket veren kuvveti, Isaac Newton ( ) aşağıdaki matematiksel ifadeyle tanımlamıştır.

BÖLÜM 19 KİMYASAL TERMODİNAMİK ENTROPİ VE SERBEST ENERJİ Öğrenme Hedefleri ve Anahtar Kavramlar: Kendiliğinden, tersinir, tersinmez ve izotermal

MOTORLAR-5 HAFTA GERÇEK MOTOR ÇEVRİMİ

6. Kütlesi 600 g ve öz ısısı c=0,3 cal/g.c olan cismin sıcaklığı 45 C den 75 C ye çıkarmak için gerekli ısı nedir?

NOT: Toplam 5 soru çözünüz, sınav süresi 90 dakikadır. SORULAR VE ÇÖZÜMLER

Pamukkale Üniversitesi. Makine Mühendisliği Bölümü. MENG 219 Deney Föyü

Mekanik Deneyleri II ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazar Prof.Dr. Ertuğrul YÖRÜKOĞULLARI

Fizik 203. Ders 6 Kütle Çekimi-Isı, Sıcaklık ve Termodinamiğe Giriş Ali Övgün

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-2. İnstagram:kimyaci_glcn_hoca

TEOG Hazırlık Föyü Isı ve Sıcaklık

ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME DERSĐ GAZLAR KONU ANLATIMI

MADDENİN TANECİKLİ YAPISI VE ISI

SICAKLIK NEDİR? Sıcaklık termometre

Gazların fiziksel davranışlarını 4 özellik belirler.

4 ELEKTRİK AKIMLARI. Elektik Akımı ve Akım Yoğunluğu. Elektrik yüklerinin akışına elektrik akımı denir. Yük

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ SAKARYA MESLEK YÜKSEKOKULU

İçindekiler 1 GENEL KAVRAM ve TANIMLAR 2 TEMEL YASALAR ve KORUNUM DENKLEMLERİ vii

TERMODİNAMİĞİN ÜÇÜNCÜ YASASI

AKIŞ ÖLÇÜMLERİ. Harran Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü. Dr.M.Azmi AKTACİR-2010-ŞANLIURFA 1

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-1.

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi

3.BÖLÜM: TERMODİNAMİĞİN I. YASASI

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Akışkan Kinematiği 1

FİZK Ders 1. Termodinamik: Sıcaklık ve Isı. Dr. Ali ÖVGÜN. DAÜ Fizik Bölümü.

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I

MADDENİN ÖZELLİKLERİ VE ÖLÇÜM

ISI NEDİR? Isı bir enerji çeşidi olduğu için enerji birimleriyle ölçülür. HÜSEYİN DEMİRBAŞ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DOYMA BASINCI DENEY FÖYÜ 3

Gazların Özellikler Barometre Basıncı Basit Gaz Yasaları

!" #$%&'! ( ')! *+*,(* *' *, -*.*. /0 1, -*.*

DENEY FÖYÜ DENEY ADI ĐKLĐMLENDĐRME TEKNĐĞĐ DERSĐN ÖĞRETĐM ÜYESĐ DOÇ. DR. ALĐ BOLATTÜRK

METEOROLOJİ. VI. Hafta: Nem

İş, Güç ve Enerji. Fiz Ders 7. Sabit Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Değişen Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Güç. İş-Kinetik Enerji Teoremi

Meteoroloji. IX. Hafta: Buharlaşma

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

Transkript:

FİZ304 İSTATİSTİK FİZİK VE TERMODİNAMİK Mikrokopik Teori ve Makroskopik Ölçümler I Prof.Dr. Orhan ÇAKIR Ankara Üniversitesi, FizikBölümü 2017

Mutlak Sıcaklık Bir sistemin mutlak sıcaklığını belirlemek için İdeal gazın (sabit hacimde) basıncının ölçülmesi, p - V = NkT (durum denklemi) Paramagnetik maddenin alınganlığının ölçülmesi, χ = N 0 μ 02 /kt (Curie yasası) Standart sistem (saf su), standart makrodurumunda (suyun üçlü noktası) katı, sıvı ve gaz durumları birbiri ile dengededir. Böyle bir seçimin nedeni, suyun üç durumunun da birlikte olduğu tek basınç ve sıcaklık değerinin bulunmasıdır. Üçlü nokta kolayca tekrarlanabilen bir sıcaklık standartı oluşturur, üçlü noktasındaki suyun mutlak sıcaklığı T t = 273.16 o K. Herhangi bir sistemin mutlak sıcaklığının sayısal büyüklüğü, üçlü noktasındaki suyun T t sıcaklığı ile karşılaştırılarak bulunabilir. İstatistik Fizik ve Termodinamik 2

Örnek: 1 kt enerji Oda sıcaklığında 1 kt enerji nedir? Oda sıcaklığı 20 o C alınır, T = 295 o K değerine karşılık gelir. Boltzman sabid k = 1.38 x 10-16 erg/derece 1 ev = 1.602 x 10-12 erg è 1 kt = 1.38 x 10-16 erg/derece x 295 derece = 4.07 x 10-14 erg X(eV) = 4.07 x 10-14 erg. ev / 1.602 x 10-12 erg = 2.54 x 10-2 ev è1 2.54 x 10-2 ev = 1/39.37 ~ 1/40 ev kt ~ 1/40 ev è1 ev = 40 kt è(1 ev enerji 11600 o K sıcaklığa karşı gelir) İstatistik Fizik ve Termodinamik 3

Yüksek ve Düşük Mutlak Sıcaklıklar Bir sistem olası en küçük enerjiye, başka bir deyişle kendi taban durumu enerjisine sahip9r. Bu sistemin enerjisi taban durumu enerjisine yaklaşırken sistem mutlak sıcaklığın olası en küçük değeri olan T = 0 a ulaşır. Sistemin enerjisi E 0 ın üstünde arbkça mutlak sıcaklığı da artar. Mutlak sıcaklık tanımından, β = 1/kT = dlnω/de yazılır, sistemin girilebilir durumlarının logaritmasının enerjinin bir fonksiyonu olarak değişiminin sonucudur. Burada sınır durum için E à E 0 iken Ω(E) à Ω 0 (küçük) olur, böylece entropi SàklnΩ 0 oldukça küçük değer alacaknr. Birleş9rirsek E à E 0 iken S à 0 Sistemin enerjisi taban durumu enerjisine kadar düşerse, β ~ f/(e-e 0 ) bağınnsı ile T à0 olur. Böylece T à 0 + iken Sà S 0 İsta9s9k Fizik ve Termodinamik 4 Termodinamiğin 3. yasası

İş, İç Enerji ve Isı Bir sistemin ortalama enerjisindeki değişimi (ΔĒ), sistem üzerine yapılan işe (W) ve sistemin soğurduğu ısıya (Q) bağlayan bağıntı ΔĒ = W + Q içerdiği tüm niceliklerin makroskopik olarak ölçülmesine temel teşkil eder. Bir sistem üzerine yapılan makroskopik iş: sistem ısısal olarak yalıtıldığında (veya adyabatik olarak yalıtıldığında) ve bir dış parametre değiştirildiğinde, sistemin ortalama enerjisindeki artış ile verilir. soğurulan ısı: (i) sistem ısısal yalıtılmış ise Q = 0 ; (ii) sistem yalıtılmamış ise Q = ΔĒ W dan belirlenir. makroskopik iş: kuvvet x yerdeğişjrme İstaJsJk Fizik ve Termodinamik 5

İş, İç Enerji ve Isı İncelenen sistemin her an denge durumuna istenilen ölçüde yakın kalmasını sağlayacak şekilde yavaş gelişen oluşuma yarıdurgun süreç denir. F s A ds A yüzeyli hareket edebilen bir piston ie kapa@lmış bir silindirdeki akışkan. Hacim As dir, akışkanın pistona uyguladığı sağa doğru kuvvet F =p - A ile verilir. Piston ds kadar sağa hareket ederse akışkan hacmi dv = Ads kadar değişir. Bu durumda akışkan üzerine yapılan iş dw = (-p - A)ds = -p - Ads = -p - dv Hacim V i den V f ye değişir, akışkan üzerine yapılan iş W = - J Vi Vf (p - dv) olarak tanımlanır. İstatistik Fizik ve Termodinamik 6

İş, İç Enerji ve Isı Bir makroskopik sistemin E iç enerjisini (kütle merkezinin durgun olduğu çerçevede tüm parçacıkların toplam enerjisi) belirlemeye çalışalım. İç enerji elektrikse yöntemle ölçülebilir: devreden geçen akım (i) ve geçen süre Δt ise yük değişimi Δq = iδt ile verilir, bataryanın yaptığı iş W = V Δq olur. Termometrede okunan bir L a değerine karşılık ortalama iç enerji Ē a olsun. Ē Ē a = W = Vdq şeklinde verilir, Böylece L sıcaklığına karşı gelen Ē belirlenmiş olur. İç enerji bu eğriden elde edilebilir. Ē Ē a L a L İstatistik Fizik ve Termodinamik 7

İş, İç Enerji ve Isı Isı kalorimetre ile ölçülebilir. Genelde bir sistemin Q ısısı benzer yöntemlerle bulunabilir. Isı, iş cinsinde ölçülebilir, başka bir sistemin bilinen iç enerji değişimi ile karşılaştırarak bulunabilir. Örnekler: (i) ısının iş cinsinden ölçümü yapılabilir, (ii) ısının kıyaslama yoluyla ölçümü yapılabilir. Bir makrodurumda bulunan makroskopik sistem, T mutlak sıcaklığına ve y ile belirtilen parametrelere sahiptir. Örneğin, y bir sistemin hacmi, ortalama basıncı olabilir. Isı sığası C y = (dq/dt) y (burada y sabit tutulan parametredir) Mol başına ısı sığası veya özısı c y = (1/ν)C y başına özısı c y = (1/m)C y ile verilir. ile verilir. Gram Örnek: İdeal gaz durumu (tek atomlu), ε - = (3/2)kT, mol başına sabit hacimde özısı C V = (dē/dt) V = (3/2)R. İstaZsZk Fizik ve Termodinamik 8

KAYNAKLAR (0) İsta%s%k Fizik ve Termodinamik Ders Notları (FİZ304), Hazırlayan: OrhanÇakır, Ankara Üniversitesi Kütüphanesi Açık Ders Malzemeleri, hjps://acikders.ankara.edu.tr/course/view.php?id=634 (son erişim tarihi: 11 Mart 2017). Bu ders notları aşağıda verilen kaynaklardan derlenmiş%r. AyrınYlı bilgi için bu kaynaklara başvurulabilir. (1) İstatistik Fizik (F. Reif), Berkeley Fizik Dersleri Serisi - Cilt 5, Tercüme: T. N. Durlu, Y. Elerman, Bilim Yayınevi, Bilim Yayınları-43, ISBN: 975-556-054-8. (2) Fundamentals of Statistical and Thermal Physics, F. Reif, Waveland Press, Inc., Reissued (2009). İsta%s%k Fizik ve Termodinamik 9