Termodinamik, büyük sistemlerdeki enerji çalışmasına adanmış bir fizik uzmanlığıdır. Daha spesifik olarak, termodinamik, bir sistemin kinetik ve potansiyel enerjisi ile sistemin üretebileceği ısı ve iş miktarı arasındaki ilişkiyi açıklar. Yıllar boyunca, Isaac Newton ve James Joule dahil olmak üzere mühendisler ve matematikçiler, termodinamiğin üç evrensel ilkesini geliştirdiler. Bunlar termodinamik yasaları olarak bilinir.
"Sıfır" Yasası
Termodinamiğin garip bir şekilde adlandırılan "sıfırıncı" yasası, termodinamik denge ilkesini oluşturur. Bu, bir sistem içindeki enerjinin sistem boyunca eşit olarak yayılma eğilimini tanımlar. Örneğin, bir tencere suyu ısıtırsanız, tencerenin dibine yalnızca ısı uygulamış olsanız bile, tenceredeki tüm su sonunda tek tip bir sıcaklığa yükselecektir.
Birinci Kanun
Termodinamiğin birinci yasası veya enerjinin korunumu yasası, bir sistem içindeki enerjinin yaratılamayacağını veya yok edilemeyeceğini açıklar. Herhangi bir sistemde, sistemin içerdiği kinetik ve potansiyel enerji ile tanımlanan sistemin toplam enerjisi. Sisteme eklenen ısı miktarından sistem tarafından yapılan iş miktarı her zaman çıkarılır. sistem. Bu yasa, daha uzağa gitmek için neden arabanıza benzin eklemeye devam etmeniz gerektiğini açıklıyor. Arabanız benzinde depolanan potansiyel enerjiyi ısıya ve işe dönüştürür.
İkinci Kanun
Termodinamiğin ikinci yasası, bir sistem içindeki enerji transferini kısıtlar. Yasaya göre, mevcut enerjinin yüzde 100'ünü sistemin bir bölümünden diğerine aktarmak imkansızdır. Enerji kaybetme eğilimi entropi olarak bilinir. Örneğin araba motorlarında, tasarım ne kadar verimli olursa olsun, benzindeki potansiyel enerjinin bir kısmı entropi nedeniyle yanma sürecinde boşa gidecektir. Bu yasa aynı zamanda sürekli hareket eden makinelerin neden fiziksel olarak imkansız olduğunu da açıklar.