Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit...

62
Doç. Dr. Abdurrahman ASAN

Transcript of Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit...

Page 1: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Doç. Dr. Abdurrahman ASAN

Page 2: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutmanın Tanımı ve Tarihçesi

Soğutma, bir yerdeki ısının başka bir yere nakledilerek, o yerdeki sıcaklığın ortam sıcaklığının altında bir sıcaklıkta tutulmasıdır.

İnsanoğlunun var oluş tarihinde soğutmayı ilk defa Çinliler kullanmıştır. Donmuş göllerin buzlarını kırarak geniş kuyulara atıp sıkıştırmışlar ve yazın sıkıştırılan buz kalıplarını çıkararak kullanmışlardır.

Romalılar ve Yunanlılar büyük küplere su doldurarak toprağa gömmüşler gece soğuyan toprak yüzeyi küpleri soğutmuş, gündüz, soğuyan küplerden soğuk su ihtiyaçlarını karşılamışlardır.

Page 3: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Tarihçesi Buz ile soğutma çok zahmetli olduğundan bilim adamları mekanik bir soğutma sistemi üzerine

çalışmaya başlamışlardır. 1910 yılında J.M. Larsen Şirketi tarafından ilk küçük buzdolabı

yapılmıştır. Fakat termostat olmadığı için kullanımda büyük zorluklar yaşanmıştır. 1913 yılında

KELVİNATÖR ilk termostatlı dolabı imal edip satışa sunmuştur.

1930'da R-12 gazı bulunarak CFC soğutucuların temeli atılmıştır. 1935'te R-22 soğutucu akışkanı

bulunarak HCFC kökenli akışkanlar geliştirildi. 1989'da R-134 A ve R-123 soğutucu akışkanları

bulunarak ozon tabakasına zarar vermeyen HFC kökenli akışkanlar geliştirilmiştir.

1990'lı yılların başında R-22 ve R-502 yerine kullanılmak üzere ikili ve üçlü alternatif soğutucu

akışkan karışımları geliştirildi. 1913 yılından itibaren soğutma teknolojisi sürekli gelişerek

bugünkü ortamda yaşamın değişmez bir parçası olmuştur.

Page 4: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma Teknolojisinin Önemi

Soğutma teknolojisi başlamadan önce insanlar konfor ve muhafaza ihtiyaçlarını bazı yöntemlerle karşılamaya çalışmışlardır

Konfor ihtiyacı

Page 5: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Muhafaza İhtiyacı Her gün yediğimiz bitkisel ve

hayvansal gıdaları, her an

bulmak mümkün olmaya bilir.

Bu güçlükle karşılaşan insanlar

hal çareleri aramaya başlayarak

kimya, fizik ve biyoloji esasına

dayanan çeşitli usuller

geliştirmişlerdir.

Kimya Esasına Dayanan Muhafazalar;

a) Tuzla muhafaza (salamura) b) Baharatla muhafaza (sucuk-pastırma) c) Şekerle muhafaza (reçel)

Fizik Esasına Dayanan Muhafazalar;

a) Kurutmak (kuru yemişler, bazı meyveler vs) b) Hararette pişirmek (konserve) c) Maddeyi yağ ve parafinle örtmek.

Kimyaya dayanan muhafaza usulleri, maddenin bünyesinde esaslı değişiklikler yapmaktadır.

Page 6: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

SOĞUTMA TEKNİĞİNDE YARARLANILAN TEMEL FİZİK PRENSİPLERİ:

a- Enerji yok olmaz, biçim değiştirerek bir başka enerjiye dönüşürb- Isı her zaman yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru akarc- Bir madde buharlaşırken ortamdan ısı alırd- Yüksek basınç altında gazlar, ortama ısı vererek yoğunlaşıre- Gazların basıncı sıcaklığıyla doğru orantılıdırf- Sıvıların kaynama sıcaklığı basınçlarıyla doğru orantılıdır

Temel Kavramlar

Page 7: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

İklimlendirme Sistemleri Ortamı Nasıl Soğutur?

İnsanoğlu, binlerce yıldır, aşırı sıcağın

bunaltıcı etkisinden kurtulabilmek için

sayısız yöntem kullanmıştır. Bu

yöntemlerin hiç biri doğal esintinin

verdiği ferahlıktan daha iyi olmamıştır.

Doğal serinlemenin kendisini, soğutmanın

ilk ilkesi olarak değerlendirebiliriz.

Temel Kavramlar

Page 8: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

İklimlendirme Sistemleri Ortamı Nasıl Soğutur?

Örneğin, aşı olmadan önce, kolumuzu sterilize etmek amacıyla sürülen alkolün

veya kolonyanın verdiği serinliği hepimiz biliriz. Günlük yaşantımızda buna benzer

bir çok örnekle karşılaşırız. Sıcak ülkelerde yaşayan insanlar, deneyimleri

sonucunda, toprak testilerde saklanan suyun dış ortam sıcaklığından daha soğuk

olduğunu öğrenmişlerdir. Bir örnekteki alkolün verdiği serinliğin sırrı ile ikinci,

örnekteki suyun soğuk olmasının nedeni aynıdır. Alkol buharlaşırken kolumuzdan,

su ise testinin dış yüzeyinde buharlaşırken testinin içindeki sudan ısı çeker.

Herhangi bir maddenin ( yukarıdaki örneklerde alkol, kolonya ve su ), ısı çekme

ilkesinin ustaca değerlendirilmesi sanatı, soğutma olarak adlandırılır.

Temel Kavramlar

Page 9: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Termodinamik (Therme+dynamics)

Enerjinin etüdünü, şekil değişimlerini ve bu değişimlerin maddenin konumunu nasıl etkilediğini inceleyen bilim dalıdır.

1.Kanun: Nükleer ve kimyasal bazı reaksiyonlar hariç tutulursa:

Sisteme ilave edilen net enerji=Sistemde toplanan net enerji artışı + iş

Enerji yok olmaz, sadece dönüşüme uğrar.

2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü (tersinir) gerçekleşmez.Isı hiçbir zaman kendiliğinden sıcaklığı daha yüksek olan bir ortama geçemez

Entalpi:Sıvı ve gazların sahip olduğu enerji miktarıdır.Sıcaklık ve basınç değerleriyle belirlenir.

Temel Kavramlar

Page 10: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

EnerjiEnerji iş yapabilme yeteneğidir.

Enerji BiçimleriElektrik Enerjisi, Mekanik Enerji, Isı Enerjisi, Kimyasal Enerji, Işık Enerjisi ve Ses Enerjisi.

GüçBirim zamanda yapılan iş veya birim zamanda gerçekleşen ısı transferidir.

İşBir cisim bir kuvvetin etkisi altındayken yer değiştiriyorsa, alınan yol ile kuvvetin bu yol doğrultusundaki bileşeninin çarpımı.

Temel Kavramlar

Page 11: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Kimyasal Enerji

Mekanik Enerji

Isı Enerjisi

ElektrikEnerjisi

Isık Enerjisi

Ses Enerjisi

TNT

Kömür

Pil

Motor

Dinamo

Mikrofon Hoparlör

Fotosel

Ampül

Buhar makinası

Mum

Bitki

Isıtıcı

TermopilAkü

Enerji Dönüşümü

Temel Kavramlar

Page 12: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

İş:

W = F. x

x

F

İş için kullanılan birim Joule’dür. 1Jul 1N kuvvet uygulayarak bir cimin sürtünmeye karşı 1m ötelenmesi için gerekli olan enerji miktarıdır.

Temel Kavramlar

Page 13: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

W= Newton x metre = 1 joule, ise Güç = joule/ san (watt)

W= Kgf x metre = 1Kgfm , ise Güç = Kgfm / san (75 kgfm/s = 1 beygir gücü HP)

1000 Watt= 1 kW ve 1 HP = 0,736 Watt veya 1kW = 1,36 HP dir.

1 kW = 862 Kcal dir.

Isı :Bir tür enerjidir, cisimlerin atomsal hareketlerini etkiler. Cismin

sıcaklık artışı ile atomların hareketi hızlanır, sıcaklık düşmesi durumunda ise hareket azalır.

Isı birimi Joule dür. 4,187 joule = 1 Kalori

1 joule = 0,2388 kalori (yaklaşık 0,24)

Temel Kavramlar

Page 14: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Kalori :

Isı bir madde değil Kcal (kilokalori)

Cinsinden miktardır.1 Kcal 14,5 ºC deki

1kg saf suyun sıcaklığını 1 ºC arttırmak

için Gerekli olan ısı miktarıdır.

Kullanılan diğer bir ısı birimide BTU dur.

(ingiliz ısı birimi) Bu ise 66 ºF sıcaklıktaki

1 pound (453 gr) saf suyun sıcaklığını 1ºF

Arttırmak için gerekli olan ısı miktarıdır.

1 BTU = 0,252 Kcal

1 Kcal = 3,97 BTU

Temel Kavramlar

Page 15: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Özgül ısı:ısı miktarını belirlerken dikkat edilmesi gereken bir diğer nokta özgül ısıdır.Özgül ısı herhangi bir maddenin sıcaklığını 1ºC arttırmakiçin gerekli ısı miktarıdır.Ve özgül ısı Kcal/ Kg.ºC birimi ile gösterilir.

Özgül ısısı düşük olan maddelerin sıcaklığını arttırmak için daha az enerji

Yeterli gelir. Bunun için bu maddeler daha erken soğurlar. Örneğin bakırın

Sıcaklığı 0.09 kcal ısı ile 1ºC arttırılabilir. Suyu tahmin ediniz!

Bu nedenle bakır lehimleme işlerinde özellikle tercih edilir.

Temel Kavramlar

Page 16: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

MADDE ÖZGÜL ISI (kcal/kg. C)

Su 1

BUZ 0,49

DEMİR 0,11

BAKIR 0,09

Temel Kavramlar

Page 17: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Sıcaklık:

Bir cismin ısıl seviyesini gösteren sayısal büyüklüktür.Nekadar sıcak yada

soğuk sorusunun cevabını içerir.Isının akış yönünü gösteren bir değerdir. Sıcaklık iş yapma

yeteneği değildir.

-

-

-

-

-

-

-

Temel Kavramlar

Page 18: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Santigrat: 1 atm basınç altında suyun

donma ve kaynama noktalarını 100 eşit

parçaya bölen sıcaklık ölçüm sistemine santigrat denir.

Fahrenayt:1 atm basınçtaki suyun donma

ve kaynama noktalarını 212 eşit parçaya bölen sıcaklık ölçüm sistemine fahrenayt denir.

ºC= 0,556 X(F-32) , F= ºC X 1,8 + 32

Temel Kavramlar

Page 19: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Mutlak Sıfır:Mutlak sıfır moleküler hareketlerin tamamen durduğu

sıcaklıktır. Bu mümkün olan en düşük sıcaklıktır ve -273°C’a den gelmektedir.

Kelvin (K):Genellikle bilimsel amaçlar için kullanılır. Mutlak sıcaklık ölçeği olarak

ta bilinir. İrlanda doğumlu, İskoçyalı fizikçi ve matematikçi olan W.T. Kelvin tarafından geliştirilmiştir. Bu ölçeklendirme genellikle fizik bilimleri ve dinamik meteorolojide kullanılır.

K= ºC + 273

Temel Kavramlar

Page 20: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Sıcaklık Ölçüm Araçları :

Page 21: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Isı transferi

Isı transferi için sıcaklık farkı gereklidir.Doğal ısı transferi sıcak ortamdan soğuk ortma doğru eçeklesir.

Eneji alan ortamın sıcaklığı artarken enerji veren ortamın sıcaklığı azalır.

Temel Kavramlar

Page 22: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Isının akış yönü: Isı kazancı

Temel Kavramlar

T=27°C

T=35°C

Page 23: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Isının akış yönü: Isı kaybı

Temel Kavramlar

T=22°C

T=5°C

Page 24: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Isı transferi

Isı transferi üç şekilde geçekleşir.

İletim (Kondüksiyon)Katı cisimlerdeki ısı transferi mekanizmasıdır.

Taşınım (Konveksiyon)Sıvı ve gazlardaki ısı transferi mekanizmasıdır.

Işınım (Radyasyon)Isının, ışığa benzer şekilde, dalga formunda transfer olduğu mekanizmadır. Herhangi bir ortama gerek duyulmadanısı bir cisimden diğerine aktarılır.

Temel Kavramlar

Page 25: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Basınç:

Basınç birim alana uygulanan kuvvettir. 1 Pascal, 1Newton kuvvetin

1m² alanda yarattığı basınç miktarıdır.

A=100cm2

=0.01m2

1kg suF=1kgf

F=10N

P=10/100 = 0.1N/cm2

P=10/0.01= 1000Pa

Temel Kavramlar

Page 26: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

MKS birim sisteminde, bir

santimetrekare alana etki eden kg

kuvvetin yoğunluğunu verir ve kgf/cm²

olarak gösterilir.

LBS birim sisteminde ise, bir

inçkarelik alana etki eden pound (lbs)

kuvvetin yoğunluğunu verir ve Ib/in²

olarak gösterilir.(psi)

Temel Kavramlar

Page 27: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Basınç ölçüm birimlerinin karşılaştırılması:

BASINÇKilopaskal

(kPa)kgf/cm²

(at)Bar mmHg psi

kilopaskal(kPa)

1 0,0102 0,01 7,5 0,145

Kgf/cm²(at)

98,06 1 0,98 735,559 14,212

Bar 100 1,0197 1 750,06 14,68

mmHg 0,1333 0,00135 0,00133 1 0,0193

psi 6,895 0,07036 0,068 51,7 1

Temel Kavramlar

Page 28: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Mutlak Basınç ve Relatif (Gauge) Basınç:Mutlak basınç, basınçlı bir kabın toplam veya gerçek basınç değeridir.Mutlak vakumdan başlar.

Relatif (etkin) basınç ise basınç göstergesinde okunan değerdir. Bu değer,basınçlı kabın toplam basıncı ve atmosfer basıncı arasındaki farktır.Başlangıç noktası atmosfer basıncıdır.

Psu

Patm

Ptoplam = Psu + Patm

Patm=1bar

Ptoplam=27bar

Pgauge=26bar

Temel Kavramlar

Page 29: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Vakum:

Bazı basınç ölçme cihazlarında, 0 kgf/cm2 veya aşağısı kırmızı renkle

işaretlenmiştir. Bu, gaz basıncın bulunduğu hacimde atmosferik basınçtan daha

düşük değere sahip olduğunu gösterir. Uygulamada bu hacimdeki basınca “VAKUM”

herhangi bir gaz basıncının olmadığı duruma da “TAM VAKUM” adı verilir.

Mükemmel vakum, tamamen boşaltmak.Kısmi vakum, kısmen boşaltmak.

P=1atm P < 1atm P=0atm

Temel Kavramlar

Page 30: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Atmosferik basınç:

Bizler, 80 km. yükseklğinde bir hava

tabakasının yarattığı basınç altında

yaşıyoruz. Yüksek bir dağın zirvesine

çıktığımızda basıncın azalması çok

doğaldır.

Öyleyse deniz seviyesindeki

basınç ne kadardır? Yanıt 1 atmosfer

basıncıdır. Bu durumda 1 atmosfer

basıncını nasıl ölçebiliriz? İki yöntem

vardır. Birinci yöntemde, Hg ile

gösterilen civanın atmosferik basıncın

etkisiyle vakumlu bir tüp içerisinde

ulaştığı sütun yüksekliği “mm” veya

“cm” cinsinden değeri ölçülür.

Temel Kavramlar

Page 31: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Bir atmosferik basınç 760 mm Hg ( cıva ) yüksekliğine eşittir.

Diğer yöntem ise SS ile gösterilen suyun, tüp içerisindeki sütun yüksekliğinin mm veya cm

cinsinden değeri ölçülür. Bu ölçümde bir atmosferik basınç 10,33 mSS’ na eşittir.

Bu da 1,033 kgf/cm² = 1 kg f/cm²’ ye karşılık gelir.

Cıva sütunu yöntemi çoğunlukla vakum bölgesiyle ilgili olarak kullanılır. Su sütunu yöntemi,

mmSS, ise genelde fanların statik basıncını ifade etmekte kullanır.

Vakum

1cm2

1.03325kgf

Atmosfer basıncı1.03325kgf/cm2

Temel Kavramlar

Page 32: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Kaynama sıcaklığı ve basınç:

Yukarıda suyun kaynama sıcaklığının

100C olduğu belirtilmişti, bu durum dış

hava basıncının 1 atmosfer olduğu zaman

geçerlidir. Kaynama sıcaklığı ile basınç

arasında yakın bir ilişki vardır. Everest

dağının tepesinde basınç 0,32 atmosferdir

ve su 71C’ de kaynar. Buradan şu sonucu

çıkarabiliriz. Sıvıların kaynama sıcaklığı

basınç azaldıkça düşer. Basınç

yükseldikçe kaynama sıcaklığı artar.

Temel Kavramlar

Page 33: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Maddenin halleri:Madde atomlardan meydana gelmiş bir kütledir.Atomların hareketlilik durumuna göre katı – sıvı – gaz olarak bulunabilir.

Katı

Sıvı

Gaz

Sublimasyon

Temel Kavramlar

Page 34: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Suyun faz değişimi:

100ºC-

50ºC-

0ºC-

-50ºC-

Buz

Buz + Su

Su

Su + Buhar Buhar

Temel Kavramlar

Page 35: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Page 36: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Duyulur ısı:Bir maddenin sıcaklığının değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.

Buharlaşma Isısı:Sıvı halden gaz hale geçmek için için gereken ısı miktarıdır.

(Yoğunlaşma Isısı):(gaz halden sıvı hale) geçmek için gereken ısı miktarıdır.

Gizli Isı: Bir madenin fiziksel halini değiştirmek sıvı halden gaz haline geçmek için gereken ısıdır.

Ergime Isısı: Katı halden sıvı hale Geçmek için gereken ısı miktarıdır

Katılaşma Isısı:Sıvı halden katı hale geçmek için gerekli ısıdır

Süblimleşme (Uçunum) Isısı: Katı halden doğrudan doğruya gaz hale geçmek için gereken ısı miktarıdır.

Temel Kavramlar

Page 37: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Ergimekte olan buzun konumuna bakıldığında, ne kadar ısı verilirse verilsin sıcaklığın artmadığı

görülmektedir. 1 kg buzu eritmek için 79,6 kcal ısı gereklidir. Bu ısı ergime gizli ısısı olarak

adlandırılır ve termometre ile ölçülemez. 79,6 kcal ısı verildiğinde buz tamamen 0C’ de su haline

gelir.

Eğer bu su ısıtılmaya devam edilirse 100C’ de kaynamaya başladığı görülür. Buraya kadar olan

ısı değişikliği termometre ile ölçülebilir veya dokunarak algılanabilir. Sıcaklıkta değişiklik yapabilen

bu tür ısıya “duyulur ısı” denir.

Eğer ısıtma işlemine devam edilirse, su buharlaşmaya başlar ve miktarında azalma olur. Sonunda

su tamamıyla buhar haline dönüşür. Sıvı haldeki bi maddenin buhar haline geçmesi için gerekli olan

ısıya buharlaşma gizli ısısı denir. 1 kg suyu buharlaştırmak için gereken ısı miktarı 539 kcal’ dir.

Maddelerin fiziksel halleri katı-sıvı-gaz olarak değişirken ısı aldıkları veya verdikleri

görülmektedir.

Soğutma sistemleri, sistem içindeki soğutucu akışkanı sürekli bir çevrimle sıvı halden gaz

hale, gaz halden sıvı hale dönüştürürler.

Soğutma sistemlerinde kullanılan ve hal değişikliğine uğrayan maddelere genel olarak

“soğutucu akışkan ( soğutkan ) “ denir.

Temel Kavramlar

Page 38: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Duyulur ısıtma:

Enerji alan maddenin sıcaklığında bir artış gözlenir. Maddenin halinde bir değişiklik olmaz.

Temel Kavramlar

Page 39: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Gizli ısıtma:

Enerji alan maddenin sıcaklığında bir değişiklik gözlenmez.Maddenin halinde değişiklik olur.

Temel Kavramlar

Page 40: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Duyulur soğutma:

Enerji veren maddenin sıcaklığında bir düşüş gözlenir. Maddenin halinde bir değişiklik olmaz.

Temel Kavramlar

Page 41: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Gizli soğutma:

Enerji veren maddenin sıcaklığında bir değişiklik gözlenmez.Maddenin halinde değişiklik olur.

Temel Kavramlar

Page 42: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

08/2005

Aşırı ısıtma :

Aşırı soğuk suT < 100ºC

(sıvı)

İki fazlı akışkanT = 100ºC(sıvı+gaz)

Aşırı kızgın buharT > 100ºC

(gaz)

P = 1 atm

Isıtma

G GBuharlaşma

NoktasıYoğuşmaNoktası

Temel Kavramlar

Page 43: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

08/2005

Aşırı soğuk suT < 100ºC

(sıvı)

İki fazlı akışkanT = 100ºC(sıvı+gaz)

Aşırı kızgın buharT > 100ºC

(gaz)

P = 1 atm

Soğutma

G GBuharlaşma

NoktasıYoğuşmaNoktası

Aşırı soğutma:

Temel Kavramlar

Page 44: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

08/2005

G GBuharlaşma

NoktasıYoğuşmaNoktası

Sıc

aklık

Enerji

Tb

TSC

TSH

TSH : Aşırı ısıtma

TSC : Aşırı soğutma

Temel Kavramlar

Page 45: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Örnek:

Akışkan : Su

P = 1atm

Tb = 100ºC

P = 1atm T=110ºC Aşırı Isıtma = 110-100 = 10ºC

P = 1atm T=80ºC Aşırı Soğutma = 100-80 = 20ºC

Temel Kavramlar

Page 46: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi : Kritik nokta

Temel Kavramlar

Sıvı+buhar

Page 47: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi:

Çevrim Niçin Gereklidir?

Hepimiz serinlemek için yüzümüze kolonya

sürüldüğünde bir serinlik hissederiz. Bunu şu

şekilde açıklayabiliriz. Alkol buharlaşması için

gerekli olan ısıyı vücudun ısını emerek sağlar.

Herhangi bir mekan, benzeri şekilde soğutulabilir.

Ama bu işlem için sonsuz miktarda alkol

gereklidir.

Temel Kavramlar

Böylesi bir soğutma işlemi kaçınılmaz olarak atmosferi kirleteceği gibi ekonomik değildir.

Page 48: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Bu sorunu çözmek için, içinde soğutucu

bir akışkanın dolaştığı kapalı soğutma sistemi

geliştirilmiştir.

Bu sürekli çevrim, soğutma çevrimi olarak

adlandırılır. Soğutma çevriminde kullanılacak

soğutkan kimyasal olarak kararlı bir akışkan

olmalıdır. Alkolün kararlılığı olmadığı için

seçilmez.

R-134a, R-22, R-404a sembolleri ile gösterilen maddeler soğutkandır. Bu maddelerin özellikleri ilerideki bölümlerde incelenecektir.

Page 49: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Buharlaşmış akışkanın yeniden sıvı hale getirilmesi:

Bu sorunun yanıtı maddenin özelliklerinden

yararlanmaktır. Madde sıvı halden gaz haline

geçmişse, basıncı yükselterek buharlaşma

ısısından daha yüksek bir sıcaklıkta dahi sıvı hale

dönüştürebiliriz. Şekilde gösterilen sistemde,

pistonun yukarı hareketiyle birlikte silindire

alınan gaz halindeki soğutucu akışkan,

sıkıştırılarak yüksek sıcaklıkta, yüksek basınçta

gaz haline gelir ve basma vanalarının açılmasıyla

dışarı atılır.

Temel Kavramlar

Bu gaz halindeki soğutucu akışkan bir serpantin kullanılarak soğutulacak olursa, ısı gider

ve yoğunlaşarak sıvı hale geçer. Yaygın olarak kullanılan iklimlendirme sistemlerinde

yukarıdaki işlem sürekli tekrarlanır.

Page 50: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Bir iklimlendirme sistemi çalıştığında, odaya soğuk hava yayılırken dışarıya

sıcak hava atılır. Bu durum, iklimlendirme sisteminin iç mekandan ısı çektiğini

ve çektiği ısıyı taşıyarak dışarı attığını gösterir. Diğer bir deyişle, düşük

sıcaklıktaki iç mekanın ısısı çekilerek, yüksek sıcaklıktaki dış mekana aktarılır.

Bu işlem, düşük seviyedeki suyun yüksek bir seviyeye çıkarılması için

yapılan pompalama işlemine benzediğinden, soğutma sistemleri ısı pompası

olarak da adlandırılır.

Page 51: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi:

Temel Kavramlar

İç Ortam (27°C) Dış Ortam (35°C)

P

Enerji

Page 52: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi:

Temel Kavramlar

16°C27°C

İç Ortam (27°C) Dış Ortam (35°C)

Fan

Enerji

P

Page 53: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi:

Temel Kavramlar

Enerji

P

16°C27°C 35°C

İç Ortam (27°C) Dış Ortam (35°C)

FanFan

Page 54: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi:

Temel Kavramlar

16°C27°C 35°C

İç Ortam (27°C) Dış Ortam (35°C)

FanFan

Enerji

P

Kompresör49ºC

Page 55: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma çevrimi:

Temel Kavramlar

Enerji

P

16°C27°C 35°C

İç Ortam (27°C) Dış Ortam (35°C)

FanFan

Genleşme Elemanı

Kompresör

Page 56: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Page 57: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Kompresör

Evaporatör

Kondenser

Genleşme Vanası

YüksekBasınç

İki Fazlı(5ºC)

AlçakBasınç

YüksekBasınç

Gaz

Aşırı Kızgın(95ºC)

AlçakBasınç

Aşırı Soğuk(45ºC)

Yoğuşma Sıcaklığı (50ºC)

(sıvı / sıvı + gaz / gaz)

Aşırı Kızgın(10ºC)

Buharlaşma Sıcaklığı (5ºC)

(sıvı + gaz / gaz)

Page 58: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Yüksek basınç sıvısı

Alçak basınç gazıAlçak basınç sıvısı

Sıvılaştırıcı

KurutucuKompresör

Basınç şalteri

Sıcak hava

Buharlaştırıcı

Soğuk hava

Gözleme camı

Salt bakım Amaçlı doldurma armatürü

Genleşme valfi

Sıcak hava

Toplayıcı

Sıvılaştırıcı-Soğutma havası

Yüksek basınç gazı

Fan

Termostat

Page 59: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Page 60: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Temel Kavramlar

Page 61: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü

Soğutma kapasitesinin birimi:

Soğutma veya iklimlendirme (klima) sisteminin ısı emme kapasitesinin

ölçülendirilmesinde soğutucu akışkanın kcal/h, BTU veya ton (Rt) değeri

kullanılır.

MKS birim sisteminde 1 ton soğutma kapasitesi, 0C’ deki 1000 kg suyun, yine

aynı sıcaklıkta 24 saat içerisinde tamamen buz haline gelebilmesi için gerekli

olan soğutma miktarıdır. Buzun ergime ısısı 79,6 kcal/kg olduğu için. 24 saat

içerisinde 79,680 kcal’ lik veya bir saatte 3,320 kcal/h’ lik

ısımiktarının uzaklaştırılması gereklidir. Bu Rt ile gösterilir.

Temel Kavramlar

Page 62: Doç. Dr. Abdurrahman ASAN - Hitit Üniversitesiweb.hitit.edu.tr/dosyalar/duyurular/abdurrahmanasan@...2.Kanun: Kendiliğinden oluşan termodinamik işlemlerin hiçbirisi geri dönüşümlü