Mühendislik Termodinamiği · 1. Ünite: Temel Kavramlar ve Tanımlar

Termodinamik Özellikler: Basınç, Sıcaklık ve Özgül Hacim

Basınç, sıcaklık ve özgül hacim, bir maddenin hâlini anlatan en temel ve doğrudan ölçülebilir özelliklerdir. Mutlak ve etkin (gage) basınç ayrımı ile Kelvin ölçeğinin zorunluluğu, mühendislik hesaplarında en sık yapılan hataların kaynağıdır. Bu konuda basıncı, sıcaklık ölçeklerini ve özgül hacim, yoğunluk ile bağıl yoğunluğu tanımlayacak, ideal gaz hâl denklemiyle bunları ilişkilendireceksin.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Aynı Lastik, İki Basınç Değeri

  2. Basınç: Mutlak, Etkin ve Vakum

  3. Sıcaklık Ölçekleri

  4. Özgül Hacim, Yoğunluk ve Bağıl Yoğunluk

  5. Basınç Birimleri Tablosu ve Büyüklük Mertebeleri

  6. Çözümlü Örnekler

  7. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

Anahtar terimler

Basınç (pressure)
Birim yüzeye etkiyen normal kuvvet, P = F/A, birim Pa = N/m².
Mutlak basınç
Mutlak sıfıra (tam vakuma) göre ölçülen basınç; negatif olamaz.
Etkin (gage) basınç
Yerel atmosfer basıncına göre ölçülen basınç: P_mut − P_atm.
Vakum basıncı
Atmosferin altındaki basınçlar için P_atm − P_mut.
Kelvin ölçeği
SI mutlak sıcaklık ölçeği; 0 K mutlak sıfırdır.
Özgül hacim (specific volume)
Birim kütlenin hacmi, v = V/m = 1/ρ, birim m³/kg.
Bağıl yoğunluk (specific gravity)
Yoğunluğun 4 °C'deki su yoğunluğuna oranı; boyutsuz.
İdeal gaz hâl denklemi
Pv = RT; mutlak basınç ve mutlak sıcaklık kullanılır.
Gaz sabiti R
R = Ru/M; hava için 0.287 kJ/(kg·K).

Örnek soru

Bir gaz tankındaki manometre $250\,\text{kPa}$ göstermektedir. Atmosfer basıncı $100\,\text{kPa}$ ise gazın mutlak basıncı kaç kPa'dır?

  1. 150 kPa
  2. 250 kPa
  3. 350 kPa
  4. 100 kPa
  5. 450 kPa

Doğru cevap: C

Çözüm

Manometre etkin basıncı verir: $P_{mut} = P_{atm} + P_{etkin} = 100 + 250 = \mathbf{350\,kPa}$.
150 kPa çıkarma hatasıdır ($250 - 100$); 250 ise etkin basıncın mutlak sanılmasıdır.

Mühendislik Termodinamiği: tüm konular