2009-2010 EĞİTİM ÖĞRETİM YILI MOTOR TERMODİNAMİĞİ DERSİ 1.DÖNEMİ 1.YAZILI SINAVI ÇALIŞMA SORU VE CEVAPLARI 1.Termodinamik ne demektir? Tanımlayarak 5 uygulama alanını yazınız. Termodinamik, enerji ve çeşitli enerji şekilleri arasındaki ilişkiyi inceleyen temel bir bilim dalıdır. Uygulama alanları: otomobil motorlar, uçaklar, roket ve jet motorları, uzay araçları, buhar türbinleri, gaz türbinleri, iklimlendirme sistemleri ve bilgisayarların tasarımları sayılabilir. Hatta insan vücudu da termodinamiğin önemli bir uygulama alanı olarak gösterilebilir. 2.Termodinamikte kullanılan boyutlar nelerdir? Sınıflandırınız. CEVAP:Termodinamikte boyutları, ana boyutlar ve türemiş boyutlar diye ikiye ayırıyoruz. Ana boyutlar: Kütle (m), uzunluk (L), zaman (t) ve sıcaklık (T) gibi boyutlar ana boyutlardır. Türemiş boyutlar: Hız (C), enerji (E), hacim (V) gibi boyutlar ise ana boyutlar kullanılarak ifade edilirler. 3.Sistem, Çevre ve Sistem sınırı terimlerini şekil çizerek açıklayınız. CEVAP: Sistem :Üzerinde enerji (iş ve ısı) ve kütle giriş ve çıkışı incelenmek üzere göz önüne alınan uzayın maddesel parçasına sistem denir. Çevre :Sistemin dışında kalan ve sistemin üzerinde etkisi olan her şeye çevre denir. Sistem sınırı : Sistemi çevresinden ayıran gerçek veya hayali yüzeye sistem sınırı denir. 4.Termodinamik çözümlemelerde kullanılan enerji biçimleri nelerdir? Yazınız. CEVAP:Termodinamik çözümlemelerde enerji biçimleri makroskopik ve mikroskopik diye iki grupta incelenir. Makroskopik enerji : Sistemin tümü dış referans noktasına (hareket ile yerçekimi) göre sahip olduğu enerjidir. Örneğin kinetik ve potansiyel enerji gibi. Mikroskopik enerji : Sistemin moleküler yapısı ve moleküler hareketliliği ile ilgilidir ve dış referans noktalarından bağımsızdır. Örneğin iç enerji gibi. 5.Adyabatik sistem ne demektir? Sistemin adyabatik olması için gerekli şartlar nelerdir? Şekil çizerek açıklayınız. CEVAP: Isı geçişinin olmadığı sisteme adyabatik sistem denir. Sistemin adyabatik olması için ya sistem çok iyi yalıtılmıştır, dolayısı ile sistem sınırlarından ancak ihmal edilebilir ölçüde ısı geçebilir ya da sistem ve çevresi aynı sıcaklıktadır. Bu nedenle ısı geçişine etken olacak sıcaklık farkı yoktur.
6. Hacmi sabit kalmayan kapalı bir sistem çizerek açıklayınız. CEVAP: Silindir içinde bulunan gaz kütlesi sistem, Piston ve silindirin iç yüzeyleri sistem sınırları, gaz kütlesi dışındaki piston ve üzerindeki ağırlık,atmosfer basıncı ve silindir dahil herşey çevreyi oluşturmaktadır. Sistem sınırından kütle geçişi olmadığı için kapalı bir sistemdir. Silindirin altına bir ısıtıcı yerleştirilirse gazın sıcaklık ve basıncı artacak ve pistonu şekilde görüldüğü gibi yukarıya doğru itecektir. Pistonun hareketi ile sistem sınırları değişir fakat sistemin kütlesi değişmez. Isıtma ile sisteme ısı verilmiş,pistonun ağırlığı kaldırması ile de iş yapılmış olur.