Entropi Nedir?

**DeRDeST** · 08.11.2015, 15:50

Entropi Nedir?

termodinamik büyüklük, sabit enerji, maksimum entropi, kullanılabilir enerji

Isı enerjisinin tamâmının mekanik işe dönüştürülmesinin imkânsız olduğunu ifâde eden termodinamik büyüklük. İzole bir sistem içerisindeki düzensizlik derecesi. Entropi, termodinamik bir sistemin başka sistemlere iş biçiminde aktarabileceği enerji miktarını belirten özelliği veya hal fonksiyonu olarak da tanımlanır. Entropinin değeri sistemin var olan koşulları veya hâli tarafından belirlenir. Sâbit enerjili bir sistemin entropisi sıfırdan bir maksimum değere kadar değişir. Entropi değeri sıfırsa, aktarılabilecek iş miktarı sistemin enerjisine eşittir.

Entropi maksimumda ise aktarılabilecek iş miktarı sıfır olur. Bir sistemden diğer bir sisteme sâbit sıcaklıkta q oranda bir ısı aktarıldığında, sistemin entropisindeki artış, ds=q/t'dir. (t=mutlak sıcaklık). Geri dönüşümlü olmayan proseslerde ds>q/t olur. İzole sistemlerin entropisi artmak mecbûriyetindedir. İçerisinde bulunduğumuz odanın bir köşesine bir sprey püskürtülürse püskürtülen zerreler toplu bir halde o köşede kalamazlar. Molekül hareketleri sebebiyle tüm odanın içerisinde, oradan atmosfere dağılmak mecbûriyetindedirler. Görülüyor ki, entropinin artması bir 'geriye döndürülemez olay'dır. Birisi daha sıcak iki cisim yanyana dursa, belli bir zaman geçtikten sonra sıcak olandan, daha az sıcak olana doğru bir ısı geçişi olur. Ve her iki cismin sıcaklığı eşit hâle gelinceye kadar bu ısı akışı devâm eder. Odamızda yanmakta olan bir soba ısı neşreder ve odayı ısıtır. Bu durumda ısının tek yönlü geçişi 'geri döndürülemez' bir hâdisedir. Asla soğuk bir cisimden ısının daha sıcak bir cisme geçmesi bu sûretle birinin daha fazla soğuyup ötekinin de daha fazla ısınması beklenemez. Sobadan odaya yayılan harâretin tekrar sobanın içerisine dönmesi gibi hâdiseler tabiatta imkânsızdır. Bir kabın içerisine o kabı ikiye bölen bir bölme yerleştirip, sonra bölmenin iki tarafına birbirlerinden değişik iki sıvı doldursak, bölmeyi çektiğimiz zaman, çok kısa bir süre içerisinde iki değişik sıvının birbirine karıştığını görürüz. Kabı karıştırmayıp, çalkalamasak bile, bir müddet sonra iki sıvı tamâmen ve homojen bir biçimde birbirine karışır.

Aynı şey gazlar için de söz konusudur. Bu karışma olayları da 'geriye döndürülemez' hâdiselerdir. Birbirine karışmış iki sıvının kendiliğinden tekrar ayrılması, karışan gazların herbirinin bir köşeye toplanarak birbirlerinden ayrı durması imkansızdır. Birbirine musluklu bir boru ile birleştirilmiş iki balon alalım. Bunlardan birinin içi bir gazla, meselâ, hava ile doldurulmuş, diğerinin de havası boşaltılmış olsun. Aradaki musluğu açtığımız takdirde, gaz (meselâ hava), her iki balon da aynı oranda bulunacak biçimde dolu balondan boş balona doğru geçecektir. Bu da 'geri döndürülemeyen' bir hâdisedir. Gazın gerisin geriye balonlardan biri içerisine geçip, diğer balonun içinin boş kalması düşünülemez. Başka bir tecrübe daha: bir pervâneyi rahatça dönebileceği bir tel eksene takar ve döndürürsek, bir müddet sonra bu dönme muhakkak duracaktır. Zîrâ pervânenin kinetik enerjisi sürtünmeler sebebiyle yavaş yavaş ısı enerjisi hâline geçecek ve bu sûretle bir süre sonra hareketin durmasına, yâni mekanik enerjinin tükenmesine sebeb olacaktır. Burada bir enerji azalmasının olmadığını sâdece enerjinin şeklinin değiştiğini, kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüştüğünü belirtmek gerekir. Bu mekanik olay da 'geri döndürülemeyen' bir hâdisedir. Asla kaybolan ısı enerjisinin tekrar mekanik enerji hâline gelmesi ve pervânenin dönmeye başlaması beklenemez.

Vapur iskelesine bir vapurun yanaştığı ve yolcularını boşaltmaya başladığı düşünülürse, çıkış turnikesine kadar bir koridorda ve sıkışık bir biçimde yürüyen yolcular, çıkışta dağılmaya başlayacaklar ve her biri ayrı istikâmete, kimisi güney tarafına kimisi kuzey tarafa, kimisi doğuya doğru gidecektir. Zamanla bunların aralarında mesâfe artacak, birbirleriyle ilgilerini tamâmen kaybedeceklerdir. Bu da 'geriye döndürülemeyen' bir hâdisedir. Geriye döndürülemeyen olayların cereyan ettiği tüm bu sistemlerde temel olarak enerji miktârının sâbit kaldığını, fakat termodinamik özelliklerinin ve mekanik bakımdan sayıların değiştiğini söyleyebiliriz.

Pervânenin kinetik enerjisi ile oluşan ısı enerjisinin toplamı sâbittir. Giderek daha çok kinetik enerji ısı enerjisi hâline dönüşmektedir. Aynı biçimde iki balonu dolduran gaz moleküllerinin sayısı da sâbit kalmakta, ancak bir balona düşen gaz molekülü sayısında bir azalma meydana gelmekte, mevcut moleküllerin bir kısmı karşıdaki boş balona geçerek onu doldurmaktadır. Vapur iskelesinden çıkıp istanbul'un her tarafına dağılan insanların da sayısı değişmemiştir. Ama birbirlerinden uzaklaşmışlar, birbirleriyle irtibatlarını kaybetmişlerdir. Bu dağılma sırasında gittikçe artan bir 'düzensizleşme' de bahis konusudur. Kendiliğinden olan tüm prosesler inreversibl (geri dönüşümlü olmayan)dir. Buna dayanarak kâinâtın entropisinin dâimâ artmakta olduğu söylenebilir. Bir başka ifâdeyle, her an biraz enerji daha mekanik enerjiye dönüştürülemez hâle gelmekte ve böylece kâinât giderek tükenmektedir. Canlı organizmalar dış dünyâdan serbest enerji almak sûretiyle geçici olarak entropilerinin artmasını durdurabilmekte veye hiç değilse yavaşlatabilmektedir. Ancak mukadder olan âkıbet değişmemekte, ölüm esnasında entropi artmaya başlamakta, organizma çürüyüp dağılarak, âdetâ zerrelerine ayrılmaktadır.

Bir sistemin entropisi arttıkça kullanılabilir enerji verme kâbiliyeti de azalır. Bir arada toplu bulunmakta olan insanlar berâberce çok işi yaparlar ama, dağıldıkları, birbirlerinden uzaklaştıkları nisbette, (toplam güçleri yine aynı olmakla berâber) hiçbir iş yapamaz hâle gelirler. Saatte 45 santigrat derece sıcaklıkta 3000 litre su temin eden sıcak (veya ılık) su kaynağı harâret miktarı bakımından 'bol bir su kaynağı' sayılır. Dış ortamdaki sıcaklığın 15°c olduğu düşünülürse, bu kaynaktan saatte 90.000 kilokalori ısı alınabilir. Ancak bu kadar muazzam kalori ile bir yumurtayı pişirmek imkansızdır. Yumurtayı pişirebilmek için 'kaynar su'ya gereksinim vardır. Bundan dolayıdır ki 45°c'de elde edilen büyük kalorinin 100°c'de elde edilen bir cezve sudaki pek az miktarda kalorinin yerini tutması imkânsızdır. Görülüyor ki, entropinin artması ile sistemin düzensizliği çoğalmakta ve kullanılabilir enerji verme kâbiliyeti, yâni işe yararlığı azalmaktadır.

Bütün kendini düzenleyen sistemlerin, canlılarda olduğu gibi, entropilerinin artmasına karşı direnmeye gayret ettiklerini görürüz. Bu, sistemin 'düzenini bozucu' tesirinden haberli olması ve buna karşılık lazım 'düzeltici ayarlamaları' yapması ile mümkün olabilmektedir. Bu hâdiseyi, atom içerisinde de görmek kâbildir. Çekirdek etrâfında dönen elektronu merkeze doğru çeken kuvvetle dönüşün verdiği santrifüj kuvvet arasındaki denge, onu yörüngede tutmakta, fırlayıp gitmesine mâni olmaktadır. Kâinâtı teşkil eden elementlerin entropisi de artmaktadır. Evvelâ dev bir atom biçiminde olduğu tasavvur edilen kâinât, gittikçe genişlemekte, birbirleri etrâfında dönen cisimlerin merkezden olan mesafeleri mütemâdiyen çoğalmakta olduğu görülmektedir.

Odamızın bir köşesine püskürtülen kokunun her tarafa yayılması gibi kâinâtta da 'geri döndürülemeyen' bir olay mevcuttur. Kâinâtta her sistemin ve canlının entropisi sürekli artmaktaydı. Bu artış ilelebet devâm etmeyecek, maksimuma erişince işe yarar enerji kalmayacaktır. İşe yarar enerjinin kalmaması demek, maddeler arasında ısı bakımından dengenin sağlanması demektir.

08.11.2015, 15:50	#1 (permalink)
DeRDeST Süper Üye Kullanıcıların profil bilgileri misafirlere kapatılmıştır.	Entropi Nedir? Entropi Nedir? termodinamik büyüklük, sabit enerji, maksimum entropi, kullanılabilir enerji Isı enerjisinin tamâmının mekanik işe dönüştürülmesinin imkânsız olduğunu ifâde eden termodinamik büyüklük. İzole bir sistem içerisindeki düzensizlik derecesi. Entropi, termodinamik bir sistemin başka sistemlere iş biçiminde aktarabileceği enerji miktarını belirten özelliği veya hal fonksiyonu olarak da tanımlanır. Entropinin değeri sistemin var olan koşulları veya hâli tarafından belirlenir. Sâbit enerjili bir sistemin entropisi sıfırdan bir maksimum değere kadar değişir. Entropi değeri sıfırsa, aktarılabilecek iş miktarı sistemin enerjisine eşittir. Entropi maksimumda ise aktarılabilecek iş miktarı sıfır olur. Bir sistemden diğer bir sisteme sâbit sıcaklıkta q oranda bir ısı aktarıldığında, sistemin entropisindeki artış, ds=q/t'dir. (t=mutlak sıcaklık). Geri dönüşümlü olmayan proseslerde ds>q/t olur. İzole sistemlerin entropisi artmak mecbûriyetindedir. İçerisinde bulunduğumuz odanın bir köşesine bir sprey püskürtülürse püskürtülen zerreler toplu bir halde o köşede kalamazlar. Molekül hareketleri sebebiyle tüm odanın içerisinde, oradan atmosfere dağılmak mecbûriyetindedirler. Görülüyor ki, entropinin artması bir 'geriye döndürülemez olay'dır. Birisi daha sıcak iki cisim yanyana dursa, belli bir zaman geçtikten sonra sıcak olandan, daha az sıcak olana doğru bir ısı geçişi olur. Ve her iki cismin sıcaklığı eşit hâle gelinceye kadar bu ısı akışı devâm eder. Odamızda yanmakta olan bir soba ısı neşreder ve odayı ısıtır. Bu durumda ısının tek yönlü geçişi 'geri döndürülemez' bir hâdisedir. Asla soğuk bir cisimden ısının daha sıcak bir cisme geçmesi bu sûretle birinin daha fazla soğuyup ötekinin de daha fazla ısınması beklenemez. Sobadan odaya yayılan harâretin tekrar sobanın içerisine dönmesi gibi hâdiseler tabiatta imkânsızdır. Bir kabın içerisine o kabı ikiye bölen bir bölme yerleştirip, sonra bölmenin iki tarafına birbirlerinden değişik iki sıvı doldursak, bölmeyi çektiğimiz zaman, çok kısa bir süre içerisinde iki değişik sıvının birbirine karıştığını görürüz. Kabı karıştırmayıp, çalkalamasak bile, bir müddet sonra iki sıvı tamâmen ve homojen bir biçimde birbirine karışır. Aynı şey gazlar için de söz konusudur. Bu karışma olayları da 'geriye döndürülemez' hâdiselerdir. Birbirine karışmış iki sıvının kendiliğinden tekrar ayrılması, karışan gazların herbirinin bir köşeye toplanarak birbirlerinden ayrı durması imkansızdır. Birbirine musluklu bir boru ile birleştirilmiş iki balon alalım. Bunlardan birinin içi bir gazla, meselâ, hava ile doldurulmuş, diğerinin de havası boşaltılmış olsun. Aradaki musluğu açtığımız takdirde, gaz (meselâ hava), her iki balon da aynı oranda bulunacak biçimde dolu balondan boş balona doğru geçecektir. Bu da 'geri döndürülemeyen' bir hâdisedir. Gazın gerisin geriye balonlardan biri içerisine geçip, diğer balonun içinin boş kalması düşünülemez. Başka bir tecrübe daha: bir pervâneyi rahatça dönebileceği bir tel eksene takar ve döndürürsek, bir müddet sonra bu dönme muhakkak duracaktır. Zîrâ pervânenin kinetik enerjisi sürtünmeler sebebiyle yavaş yavaş ısı enerjisi hâline geçecek ve bu sûretle bir süre sonra hareketin durmasına, yâni mekanik enerjinin tükenmesine sebeb olacaktır. Burada bir enerji azalmasının olmadığını sâdece enerjinin şeklinin değiştiğini, kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüştüğünü belirtmek gerekir. Bu mekanik olay da 'geri döndürülemeyen' bir hâdisedir. Asla kaybolan ısı enerjisinin tekrar mekanik enerji hâline gelmesi ve pervânenin dönmeye başlaması beklenemez. Vapur iskelesine bir vapurun yanaştığı ve yolcularını boşaltmaya başladığı düşünülürse, çıkış turnikesine kadar bir koridorda ve sıkışık bir biçimde yürüyen yolcular, çıkışta dağılmaya başlayacaklar ve her biri ayrı istikâmete, kimisi güney tarafına kimisi kuzey tarafa, kimisi doğuya doğru gidecektir. Zamanla bunların aralarında mesâfe artacak, birbirleriyle ilgilerini tamâmen kaybedeceklerdir. Bu da 'geriye döndürülemeyen' bir hâdisedir. Geriye döndürülemeyen olayların cereyan ettiği tüm bu sistemlerde temel olarak enerji miktârının sâbit kaldığını, fakat termodinamik özelliklerinin ve mekanik bakımdan sayıların değiştiğini söyleyebiliriz. Pervânenin kinetik enerjisi ile oluşan ısı enerjisinin toplamı sâbittir. Giderek daha çok kinetik enerji ısı enerjisi hâline dönüşmektedir. Aynı biçimde iki balonu dolduran gaz moleküllerinin sayısı da sâbit kalmakta, ancak bir balona düşen gaz molekülü sayısında bir azalma meydana gelmekte, mevcut moleküllerin bir kısmı karşıdaki boş balona geçerek onu doldurmaktadır. Vapur iskelesinden çıkıp istanbul'un her tarafına dağılan insanların da sayısı değişmemiştir. Ama birbirlerinden uzaklaşmışlar, birbirleriyle irtibatlarını kaybetmişlerdir. Bu dağılma sırasında gittikçe artan bir 'düzensizleşme' de bahis konusudur. Kendiliğinden olan tüm prosesler inreversibl (geri dönüşümlü olmayan)dir. Buna dayanarak kâinâtın entropisinin dâimâ artmakta olduğu söylenebilir. Bir başka ifâdeyle, her an biraz enerji daha mekanik enerjiye dönüştürülemez hâle gelmekte ve böylece kâinât giderek tükenmektedir. Canlı organizmalar dış dünyâdan serbest enerji almak sûretiyle geçici olarak entropilerinin artmasını durdurabilmekte veye hiç değilse yavaşlatabilmektedir. Ancak mukadder olan âkıbet değişmemekte, ölüm esnasında entropi artmaya başlamakta, organizma çürüyüp dağılarak, âdetâ zerrelerine ayrılmaktadır. Bir sistemin entropisi arttıkça kullanılabilir enerji verme kâbiliyeti de azalır. Bir arada toplu bulunmakta olan insanlar berâberce çok işi yaparlar ama, dağıldıkları, birbirlerinden uzaklaştıkları nisbette, (toplam güçleri yine aynı olmakla berâber) hiçbir iş yapamaz hâle gelirler. Saatte 45 santigrat derece sıcaklıkta 3000 litre su temin eden sıcak (veya ılık) su kaynağı harâret miktarı bakımından 'bol bir su kaynağı' sayılır. Dış ortamdaki sıcaklığın 15°c olduğu düşünülürse, bu kaynaktan saatte 90.000 kilokalori ısı alınabilir. Ancak bu kadar muazzam kalori ile bir yumurtayı pişirmek imkansızdır. Yumurtayı pişirebilmek için 'kaynar su'ya gereksinim vardır. Bundan dolayıdır ki 45°c'de elde edilen büyük kalorinin 100°c'de elde edilen bir cezve sudaki pek az miktarda kalorinin yerini tutması imkânsızdır. Görülüyor ki, entropinin artması ile sistemin düzensizliği çoğalmakta ve kullanılabilir enerji verme kâbiliyeti, yâni işe yararlığı azalmaktadır. Bütün kendini düzenleyen sistemlerin, canlılarda olduğu gibi, entropilerinin artmasına karşı direnmeye gayret ettiklerini görürüz. Bu, sistemin 'düzenini bozucu' tesirinden haberli olması ve buna karşılık lazım 'düzeltici ayarlamaları' yapması ile mümkün olabilmektedir. Bu hâdiseyi, atom içerisinde de görmek kâbildir. Çekirdek etrâfında dönen elektronu merkeze doğru çeken kuvvetle dönüşün verdiği santrifüj kuvvet arasındaki denge, onu yörüngede tutmakta, fırlayıp gitmesine mâni olmaktadır. Kâinâtı teşkil eden elementlerin entropisi de artmaktadır. Evvelâ dev bir atom biçiminde olduğu tasavvur edilen kâinât, gittikçe genişlemekte, birbirleri etrâfında dönen cisimlerin merkezden olan mesafeleri mütemâdiyen çoğalmakta olduğu görülmektedir. Odamızın bir köşesine püskürtülen kokunun her tarafa yayılması gibi kâinâtta da 'geri döndürülemeyen' bir olay mevcuttur. Kâinâtta her sistemin ve canlının entropisi sürekli artmaktaydı. Bu artış ilelebet devâm etmeyecek, maksimuma erişince işe yarar enerji kalmayacaktır. İşe yarar enerjinin kalmaması demek, maddeler arasında ısı bakımından dengenin sağlanması demektir. Benzer Konular Marinasyon Nedir? Marinat Teknolojisi Nedir? Nasıl Yapılır?... Frajil X Sendromu Nedir? Belirtileri Nelerdir? Teşhis Ve Tedavi Yöntemi Nedir?... Polinöropati nedir, belirtileri nedir, neden oluşur, nasıl tedavi edilir?... Sedef Hastalığı Nedir? Neden Olur? Tedavisi Nedir?... Efsun, nedir? Efsunlu nedir? Ne anlama gelir, ne demektir?... Paylaş Share this post on Twitter Follow @Forumaski

Seçenekler	Arama
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder	Arama: Gelişmiş Arama Yap
Stil
Normal Hybrid-Şeklinde gösterime geç Ağaç şeklinde gösterime geç