Moved Permanently

Termodinamiğin İkinci Yasası

Değerli okurlar, Termodinamiğin İkinci Yasası’na önceki bölümden devam ediyoruz.

Hatırlayalım, a) ısı kendiliğinden daima sıcak cisimden soğuk cisme doğru akar (tersi olamaz), b) mekanik enerji ısı enerjisine tümüyle dönüşürken, ısı enerjisi mekanik enerjiye tümüyle dönüşemez, c) masada duran bir bardak veya yumurta kendiliğinden düşüp kırılabilir, ancak bu nesnelerin parçaları kendiliğinden toparlanıp masa üstünde bütün bardak ve tam yumurta olarak yerlerini alamazlar, d) demir zamanla paslanır, tersi olamaz; ve buna benzer nice doğa olayları. Bardak-yumurta ve demir örneğinde olduğu gibi, tüm bu doğa olaylarında veya süreçlerde düzensizliğe doğru bir gidiş vardır. Düzensizliğin ölçüsüne de “entropi” denilir. İzole (dışarısı ile enerji ve kütle alış-verişinde bulunmayan) bir sistemde, düzensizlik zamanla artar. Evren de izole bir sistem olarak kabul edildiğinden, evrende de düzensizliğe doğru bir gidiş söz konusudur. Ancak evrendeki bu düzensizlik, atom ve/veya molekül ölçeğinde olmaktadır; örneğin, buz hâlindeki su molekülleri düzenli bir yapıya sahiptir; dolayısıyla buzdaki entropi en düşük düzeydedir. Buz ısıtılmaya başlandığında suya dönüşür. Su molekülleri, buzdakine göre daha düzensizdir ve bundan dolayı suyun entropisi buzunkine göre daha yüksektir. Su ısıtılmaya devam edilip buharlaştığında (gaz hâli), bu durumdaki su moleküllerinin düzensizliği ve dolayısıyla entropisi daha da artmış olur. Benzer şekilde evren genişlemeye devam ettikçe evrendeki tüm atom ve moleküllerin düzensizliği artmaya devam edecektir. Bu süreç, birbirleriyle etkileşen atom ve/veya moleküllerin kinetik enerjileri eşitleninceye (evren, sıcaklıkları farklı iki cismin termal/ısıl dengeye ulaşması gibi termal/ısıl dengeye ulaşıncaya) kadar devam edecektir. Atom ve moleküllerin kinetik enerjileri eşitlendiğinde de evrene tekdüze bir ısı enerjisi egemen olacaktır; böylece evrende iş yapacak yararlı/kullanılabilir enerji kalmayacak ve evren “ısıl ölüm”e ulaşacaktır. Bununla birlikte iş yapılırken ısı enerjisinin tümüyle işe/mekanik enerjiye dönüşmemesi nedeniyle doğaya verilen atıl/yararsız ısı enerjisi de evrendeki düzensizliği arttırıcı rol oynamaktadır; dolayısıyla evrenin düzensizliğe doğru gidişi kaçınılmaz durumdadır; bundan dolayı evrenin ısıl ölümü gerçekleşeceği öngörülmektedir.         

Evrendeki bu “tek yön”lü süreç (düzensizliğe gidiş), zamanın da tek yönlü aktığını veya tek yönlü olduğunu gösterir ve buna da “zaman oku” denir (Şekil 1). Dolayısıyla Termodinamiğin İkinci Yasası, zaman okunun “tek yönlü” olduğunu söyler. 

Bu tek yönlü gidiş, günlük yaşamda, ancak ve ancak bir dış müdahale ile yani bir sisteme dışarıdan enerji verilerek tersine çevrilebilir. Örneğin, soğutucular (buzdolabı, klima) bu işlevi görür. Sıcak ortamdan soğuk ortama kendiliğinden akan ısı enerjisi, örneğin buzdolabında tersine çevrilir ve ısı soğuk ortamdan (içten) sıcak ortama (dışa) akıtılarak soğuk ortam (iç) daha da soğuk hâle gelir. Burada zaman tersine çevrilmiş gibi olur ya da zamanın akışına/zaman okuna ters bir süreç gerçekleştirilmiş olur.                        

DEVAM EDECEK