‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

74 Fizikokimya
w= − PdV =−TdS
(3.6)
eflitli¤i elde edilir.
Carnot makinesinde saat yönünde yap›lan ifllemlerde çevrim boyunca sistemden
ortama ifl yap›l›rken, tersi yönde yap›lan ifllemlerde ise ortamdan sisteme ifl yap›l›r.
Bu tür sistemlere ›s› pompas› denir.
Carnot çevrimi s›ras›nda adyabatik tersinir olarak yap›lan ifllemlerde sistemin entropisinde
de¤iflme olmaz ve bu tür ifllemlere efl entropili anlam›na gelen izentropik
ifllemler denir. Çevrimde iki adyabatik ifllem ve iki de izotermal ifllem gerçekleflir.
Carnot makinesinde bir çevrim boyunca s›cak depodan al›nan ›s›n›n tamam› ifle
dönüflmez, bir k›sm› so¤uk depoya aktar›l›r. Carnot makinesinin verimi ortama yap›lan
iflin, al›nan ›s›ya oran›d›r ve ε ile gösterilir. Buna göre verim,
w
ε =
q ′
(3.7)
fleklinde ifade edilir. Burada w; sistemin yapt›¤› ifli, q' ise sisteme verilen ›s›y› göstermektedir.
‹fl ve ›s› ba¤›nt›lar› eflitlikte yerine konulursa,
⎛
− ( − )
V ⎞
nR T2 T1
ln
2
w
⎝⎜
V ⎠⎟
1
ε = =
q ′ ⎛
⎜V
⎞
nRT
2
2 ln⎜ ⎜ ⎝V1
⎠⎟
T −T
ε =
T
2 1
2
(3.8)
elde edilir. Termodinami¤in II. yasas›; s›cak depodan al›nan ›s›n›n tamam›n›n ifle
dönüflmeyece¤ini, ›s›n›n bir k›sm›n›n so¤uk depoya aktar›laca¤›n› ifade etmektedir.
E¤er ›s›n›n tamam›n›n ifle dönüfltü¤ünü kabul edersek, makinenin veriminin %100
olmas› gerekir. Eflitlik 3.8’de görüldü¤ü gibi böyle bir makinenin veriminin %100
olabilmesi için T 2 s›cakl›¤›n›n sonsuz büyüklükte veya T 1 s›cakl›¤›n›n s›f›r olmas›
gerekir. S›cakl›¤›n sonsuz büyüklükte olmas› mümkün olmad›¤› gibi, 0 K s›cakl›¤a
ulaflmakta mümkün de¤ildir. Eflitlik 3.8 farkl› bir flekilde afla¤›daki gibi yaz›labilir.
T2− T1
q
ε = =
2−
q1
T2
q2
Bu eflitli¤in düzenlenmesiyle,
q
1− 1 T
= 1− 1 q
⇒
1 T
=
1
q2
T2
q2
T2
q1
q
=
2
T T
1
elde edilir. Son eflitli¤e göre, entropi q/T oldu¤undan,
q
q
S1
=
1
ve S
2
2 =
T
T
1
2
2
yaz›labilir. Bir çevrim boyunca entropideki de¤iflimin,
∆S= S2 − S1=
0
s›f›ra eflit oldu¤u bu ifadeden de kolayca görülebilir.
(3.9)
(3.10)