0

Elimizde a cisminden oluşan bir sistem olduğunu ve bu sistemin sahip olduğu bütün fiziksel özelliklerini ölçebildiğimizi varsayalım. Mesela a cisminin b,c,d özeliklerini t süresi boyunca incelediğimizi varsayalım. Başlangıçta, t1 zamanında a cismine ait b,c,d özelliklerinin b1,c1,d1 değerlerine sahip olduğunu ölçelim. Daha sonra a cisminin t2 zamanına kadar ve t3 zamanına kadar iki farklı değişimden geçtiğini varsayalım. Bu değişimlere proses ismini de verebiliriz. Başka bir deyişle, a cisminin birincisi t1\'den t2\'ye ve ikincisi t2\'den t3\'e olmak üzere iki farklı prosesten geçtiğini varsaymış olduk. Birinci prosesin sonunda, yani t2 anında a cisminin b,c,d özelliklerinin değerlerini b2,c2,d2 olarak ölçtüğümüzü kabul edelim. İkinci prosesin sonunda da, yani t3 anında, a cisminin özelliklerinin b3=b1,c3=c1,d3=d1 olarak ölçtüğümüzü kabul edelim. Özetlersek, elimizdeki bir a cisminin fizik özellikleri başlangıçta belli değerlere sahipti. Cisim birinci prosesten geçtikten sonraki fiziksel özelliklerinin değerleri değişti ve ikinci prosesten geçtikten sonra bütün fiziksel özellikleri başlangıçtaki değerlerine dönmüş olduğunu kabul ettik. İşte böyle bir a cisminden oluşan sisteme tersinir sistem denir ve bu proseslere de tersinir prosesler adı verilir. Örnek olarak bir arabadan ve sürücüsünden oluşan sistemi ele alalım. Araba ve sürücünün İstanbul\'dan Ankara\'ya gittiğini ve daha sonra da Ankara\'dan İstanbul\'a döndüğünü varsayalım. Sistemimiz araba ve sürücüsünden oluşmaktadır. Sürücü arabaya binip motoru çalıştırıp gidebilir ya da kendisi arabayı halatla çekebilir. Dışardan yardım almamak şartıyla arabanın yol alış şekli varsayımlarımıza aykırı olmaz. İşte bu araba ve sürücüsünün bütün fiziksel özellikleri seyahatin başında ve sonunda bir şekilde aynı olabiliyorsa, o zaman bu sistem tersinir sistemdir ve sistemin gidişi ve gelişi tersinir proseslerdir. Bu fiziksel özelliklerin içinde, arabanın kütlesi, depodaki yakıtın kütlesi,sürücünün kütlesi ve cebindeki paranın miktarı vs. dahil olduğunu da hatırlatalım. Yolculuk boyunca bütün fiziksel özellikler değişebilir, fakat yolculuk sonundaki ve başındaki değerler birbirine eşit olmalıdır. Görülebileceği gibi tersinir prosesler ve sistemlerle tabiatta kolaylıkla karşılaşılmaz. Bunlar varsayım ve kabullerle oluşturulan teorik proseslerdir. Fakat tersinmez sistemleri, prosesleri analiz edebilmek için, tersinir proses ve sistemler sağlam bir teorik zemin teşkil etmektedir. Bir modelleme yapmak gerekirse, l uzunluğunda bir ipin ucuna bağlı m kütleli sarkacı model olarak alabiliriz. Tersinir ve tersinmez her iki durum için de, l ip uzunluğunun değişmediğini, ipin esnemediğini ve ipin kütlesinin ihmal edilebilecek kadar küçük olduğunu varsayıyoruz. Ayrıca m kütleli parçanın nokta kadar küçük olduğunu, boyutlarının ihmal edilebileceğini kabul ediyoruz. Eğer hava sürtünmesi vs. enerji kayıpları olmadığını kabul edersek, bu sarkaç sisteminin tersinir bir sistem olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü bir t1 anında cismin pozisyonu,hızı, ivmesi,potansiyel ve kinetik enerjisi, vs. bütün fiziksel özelliklerinin değerleri ne ise, bir periyot kadar süre sonra bütün fiziksel özelliklerinin değerleri yine aynı olacaktır. Eğer hava sürtünmesi vs. enerji kayıplarının olduğunu kabul edersek, bu durumda bu sarkaç sisteminin tersinmez bir sistem olduğunu söyleyebiliriz. Çünkü bir t1 anında cismin pozisyonu,hızı,ivmesi,potansiyel ve kinetik enerjisi, vs. bütün fiziksel özelliklerinin değerleri, bir periyot kadar süre sonraki bütün fiziksel özelliklerinin değerleri ile aynı olmayacaktır. İkinci bir modelleme daha yapmak gerekirse, içinde hava bulunan bir silindir ve piston örneğini verebiliriz. Tersinir ve tersinmez her iki durum için de, pistonun silindir içinde hareket ederken sızdırmaz olduğunu varsayıyoruz. Ayrıca pistonun ağırlıksız olduğunu da kabul ediyoruz. Burada, konuyla ilgili http://en.wikipedia.org/wiki/Reversible_process_%28thermodynamics%29 maddesine ve içindeki ilgili resme bakmanızı tavsiye ederim. Eğer piston ile silindir arasındaki sürtünmenin sıfırlanabildiğini kabul edersek, bu durumda hareket esnasında enerji kaybı olmayacaktır. Ayrıca silindir-piston grubunun dışardan bütünüyle yalıtıldığını ve dolayısıyla sistem ile çevre arasında ısı vs. enerji alışverişinin olmadığını varsayalım. Bu durumda (silindir+piston+silindir içindeki hava) sistemimizin, tersinir bir sistem olduğunu söyleyebiliriz. Nasıl mı? Başlangıçta t1 anında piston üstüne m1 kütleli cismi bırakalım. Piston içindeki havanın sıcaklığının T1, basıncının p1, hacminin V1 olduğunu kabul edelim. Sistem dengelenince, bu değerler değişmeden kalacaktır. Daha sonra t2 anında piston üstüne m2 kütleli cismi bırakalım. Piston içindeki havanın sıcaklığının T2, basıncının p2, hacminin V2 olduğunu kabul edelim. Sistem dengelenince bu değerler değişmeden kalacaktır. En sonunda t3 anında piston üstüne m1 kütleli cismi tekrar bırakalım. Piston içindeki havanın sıcaklığının T1, basıncının p1, hacminin V1 olduğunu görürüz. Sistem dengelenince bu değerler değişmeden kalacaktır. Bu durumda, sistem ve prosesler tersinirdir diyebiliriz. Eğer piston ile silindir arasındaki sürtünme olduğunu kabul edersek, bu durumda hareket esnasında enerji kaybı olacaktır. Ayrıca silindir-piston grubunun dışardan bütünüyle yalıtılamadığını ve dolayısıyla sistem ile çevre arasında bir miktar ısı vs. enerji alışverişinin olduğunu varsayalım. Bu durumda (silindir+piston+silindir içindeki hava) sistemimizin, tersinmez bir sistem olduğunu söyleyebiliriz. Başlangıçta t1 anında piston üstüne m1 kütleli cismi bırakalım. Piston içindeki havanın sıcaklığının T1, basıncının p1, hacminin V1 olduğunu kabul edelim. Sistem dengelenince, bu değerler değişmeden kalacaktır. Daha sonra t2 anında piston üstüne m2 kütleli cismi bırakalım. Piston içindeki havanın sıcaklığının T2, basıncının p2, hacminin V2 olduğunu kabul edelim. Sistem dengelenince bu değerler değişmeden kalacaktır. En sonunda t3 anında piston üstüne m1 kütleli cismi tekrar bırakalım. Piston içindeki havanın sıcaklık, basınç, hacim değerlerinin sırasıyla T1, p1, V1 olmadığını, fakat başlangıçtakinden farklı T3, p3, V3 değerlerini aldığını görürüz. Sistem dengelenince bu değerler değişmeden kalacaktır. Bu durumda, sistem ve prosesler tersinmezdir diyebiliriz.

Mehmet Yozcu 10 yıl önce 0