Tersinir ve tersinmez ısı iletimi

Sıcaklığı 100C olan 2500 mol sudan sıcaklığı C olan buza  termik denge kurulana dek a)tersinir ve b)tersinmez olarak ısı akıyor.Suyun sabit basınçtaki ısınma ısısı 75 JK^-1mol^-1 olduğuna göre  her iki ısı akışı içinde son sıcaklığı ,ısı depolarındaki entropi değişimleri toplamını ve eğer varsa iş alışverişini bulunuz.

ÇÖZÜM:a)Tersinir ısı akışı ancak Carnot makinasıyla gerçekleştirilebilir.Termodinamiğin ikinci yasasından son sıcaklık bulunur.

  ,   T_S=368,6 K

b)Buz ile su karıştırıldığında ısı tersinmez  olarak akar. Termodinamiğin birinci yasasından  son sıcaklık  bulunduktan  sonra termodinamiğin ikinci yasasından  depolarındaki entropi  değişimlerinin  toplamı bulunur. Burada makine söz konusu değildir.

   T_s=369,5 K

JK^-1

  Kendiliğinden  olan bu ısı akışı  sırasında toplam entropi artmıştır.

ÖDEV:Sıcaklığı 100⁰C olan 50 kg sudan  sıcaklığı  0⁰C olan  1 kg buza  termik denge kurulana dek  a)tersinir ve b)tersinmez yoldan ısı akmaktadır.Her iki ısı akışı içinde son sıcaklığı , ısı depolarındaki entropi değişimleri toplamını  ve eğervarsa  iş alışverişini bulunuz.

Yol fonksiyonu  ve hal fonksiyonu

Termodinamiğin birinci ve ikinci yasaları için bulunan  matematiksel  tanımları kullanarak tersinir olaylarda  ideal gazlar için  bulacağınız a) ve b)Ds’in tam diferansiyelolup olmadıklarını kanıtlayınız.

ÇÖZÜM:Du=  ,   

a)

     , ,

  tam diferansiyel  olmadığından  q_tr   hal fonksiyonu değil yol fonksiyonudur.

b)

  ,    ,0=0

                     tam diferansiyel olduğundan S hal fonksiyonudur.

ÖDEV:Termodinamiğin birinci ve ikinci yasalrının  matematiksel  tanımlarından  ideal gazlar için  sırayla a)  ve  b)

Bağıntıları türeterek  tam diferansiyel olup olmadıklarını kanıtlayınız.