TERMODİNAMİK / Kapalı ve Açık Sistem

Sistem terimi, büyüklüğüne bakılmaksızın üzerinde inceleme yapmak üzere sınırlanan evren parçası diye tanımlanır. Sistemi çevreleyerek saran daha büyük evren parçası ortam veya sistemin çevresi olarak adlandırılır. Sistemi çevresinden ayıran gerçek veya hayali yüzey de sınır diye adlandırılır. Sınırın, sistem ile çevresinin temas ettiği ortak yüzey olduğu vurgulanmalıdır. Matematiksel açıdan sınırın kalınlığı sıfırdır, bu denenle de kütlesi ve hacmi yoktur.

Termodinamik sistem, ortamında ısı ve iş depolarından biri ya da ikisi bulunan sistemler olarak tanımlanır. Belirli bir kütlenin veya belirli bir bölgenin çözümlemeye esas alınmasına göre, sistemler kapalı veya açık sistem diye nitelendirilir (Şekil.1.1). Kapalı sistem veya diğer adıyla kontrol kütlesi, sınırlarından kütle geçişi olmayan sistemdir. Fakat enerji, iş veya ısı şeklinde kapalı sistem sınırlarından geçebilir. Kapalı sistemler, sabit veya hareketli sınırlara sahip olabilirler. İçinde sabit bir sıcaklıkta gaz sıkıştırılmış olan bir hareketli piston-silindir düzeneğinde, dışarıdan ısı vermek suretiyle gazın sıcaklığı arttırıldığında, hareketli yüzeyi oluşturan piston yukarı doğru hareket edecektir. Ayrık (izole) sistemlerinin sınırlarından hem kütle hem de enerji geçişi yoktur.

Açık sistem veya yaygın olarak bilinen adıyla kontrol hacminin sınırlarına kontrol yüzeyi adı verilir ve sınırlarından kütle ve enerji geçişi olmaktadır. Kontrol hacmi genellikle kompresör (Şekil.1.3), türbin, lüle gibi içinden kütle akışı olan bir makineyi ifade eder.

İçinden sürekli olarak sıcak su alınması gereken bir su ısıtıcısı “açık sistem” için örnek olarak verilebilir. Isıtıcıda sürekli olarak sıcak su çıkıp yerine soğuk su girdiği sürekli bir akış olduğu için sistem olarak sabit kütlenin alınması doğru olmaz. Bunun yerine ısıtıcının iç yüzeylerini oluşturan hacim “kontrol hacmi” olarak alınır ve soğuk ve sıcak su akışları kontrol hacmine giren ve çıkan kütleler olarak düşünülür. Bu makinelerin içindeki akışın termodinamik çözümlemesinde, makinenin fiziksel sınırları sistem sınırları olarak ele alınır. Açık veya kapalı sistemlere uygulanan termodinamik bağıntılar farklıdır. Bu nedenle çözümlemeye başlamadan önce sistemin türünü belirlemek gerekir.

#TERMODİNAMİKGENELBİLGİLER #TERMODİNAMİK