Akademik - Bilimsel - Üniversite Ders Kitapları                             Farkımız kitaplarımızda...

Hakkımızda

Kitaplarımız

Hazırlanan Kitaplar

Satış/Dağıtım

Çalışmak

İletişim

Periyodik Dergi

Post-Edu Enstitüsü

Kitap Fuarları

Kurumsal Hizmetler

Termodinamik ve İstatistiksel Mekanik

Doç. Dr. Faik Mikailov

Doç. Dr. Sait Eren San

Arka kapak yazısı -

Termodinamik; sıcaklık, enerji, reaksiyon ve buna benzer olayları inceleyen bir bilim dalı olmasının yanı sıra, kapsamlı bir modeldir ve böylesi bir modele benzer sistemler için esinlenilecek bir alt yapı gözüyle bakılabilmektedir. En ilginç analoji kurma yaklaşımlarından bir tanesi, termodinamik bulgu ve kurallarını ekonomiye uygulama çabalarında ortaya çıkmaktadır. Birbirine bağımlı çok değişken içeren sistemleri termodinamik perspektiften değerlendirerek o sistemin dinamikleri hakkında sonuçlara ulaşma çalışmaları sürdürülmektedir. Bu tarz yaklaşımların yanı sıra, termodinamiğin temel ve doğrudan uygulamaları; fabrikalar, nükleer santraller, diğer enerji üretim ve tüketim sistemleri, makro ve mikro ölçekli kimyasal reaksiyonlar ve daha pek çok gündelik olaylarla yaşamımıza girmiştir.

ÖNSÖZ

Bilim tarihi incelenirse insanoğlunun etrafında olup biteni anlayabilme çalışmalarına paralel olarak anlayabildiklerini sembollerle ifade edebilme ve modelleme çabalarını da tüm gayretiyle sürdürdüğü görülür. Hayal gücünün kontrollü olarak uzun erişimli kurgulara ulaşabilmesi ancak böylesi modellemelerle ve analitik çalışmalarla gerçekleşmiştir. Söz konusu modelleme gayretlerinin uygarlığın gelişiminde doğrudan veya dolaylı etkileri yadsınamaz. Keza bilimsel çalışmaların tetikleyici öğesi, para kazanma hırsı veya üretim verimliliği gibi salt maddi yaklaşımlar değil “Merak bilimin hocasıdır”  sözünde çok özlü bir şekilde ifade edildiği gibi çevremizi en genel anlamda evreni anlama gayretleridir. Bu gayretler kapsamında önemli yaklaşımlardan bir tanesi de küçük boyutlarda olup biteni modelleyip daha sonra büyük boyutlara ufuk çizmek ve istatistiksel yaklaşımlarla küçükten büyüğe yelken açmak şeklinde gerçekleşmiştir.

Aslında Modern Termodinamiğin kökeni "İstatistiksel Fizik"tir ve günümüzde köken bilgilerden büyük ölçüde yoksun ve temel yaklaşımlardan habersiz bir şekilde sürdürülen bu branş eğitiminde gözlemlediğimiz önemli bir eksikliği kapatma amacındayız. Bu kitabın hem Fizikçiler hem de Mühendisler için böylesi bir fonksiyonu gerçekleştirebileceği görüşündeyiz. Kitabın içeriği, gerek lisans gerekse lisansüstü öğretimde kullanılabilecek bir modelleme çatısı oluşturmaktadır. Konuların anlatımında yapılan türetmelerin pek çoğu, aynı zamanda soru ve alıştırma olarak da değerlendirilebilir.

Vurgulanması gereken bir diğer faktör de günümüz teknolojisinin artık küçük boyutlarda düğümlendiğidir. Gerek biyo-teknolojilerde gerekse fizik tabanlı teknolojilerde küçük boyutlar ve küçük parçacıklar üzerinde çalışılmaktadır. Pek çok durumda da sistemi oluşturan çok sayıda parçacığın topyekun davranışı çözümlenmesi gereken araştırma konularındandır. Böylesi sistemlerin parçacık temelli hareket denklemlerinin birbiriyle kuplajlı olarak çözümlenmesinin olanaksızlığı parçacık sayısının çokluğu düşünülürse ortaya çıkmaktadır. Aslında parçacık sayısının çokluğu İstatistiksel Mekaniğin duyarlılığı için bir avantaj oluşturmakta ve bu tarz yaklaşımların bilgi-işlem teknolojilerinin gelişiminin getirdiği ilerlemelerle beraber daha yaygın kullanım olanakları sunacağı da beklenmektedir. Bu noktada, kitabın günümüz araştırmacıları için de içerdiği temel bilgilerle yararlı olacağına işaret etmek istiyoruz. - yazarları

İÇİNDEKİLER

Önsöz 

Giriş

Bölüm 1. Temel Termodinamik Yasaları

1.1.        Makroskopik Sistem Tarafından Yapılan İş

1.2.        Makroskopik Sistemde Enerjinin Korunumu

1.3.        Termal Denge - Sıcaklık

1.4.        Dönüşümlü Prosesler ve Entropi

1.5.        Termodinamik Potansiyeller

1.6.        Termodinamik Eşitlikler

1.7.        Dielektriklerin Termodinamik Teorisi

1.8.        Termodinamiğin Birinci Kanunu - Joule, Tomson ve Joule Prosesleri. Magnetokalorik Etki

1.9.        Termodinamiğin İkinci Kanunu - Carnot Teoremi. Clausius Eşitsizliğ

1.10.     Termodinamiğin Üçüncü Kanunu - Nernst Teoremi

1.11.     Termodinamik Parametreler ve Parçacık Sayısı    

1.12.     Özet    

1.13.     Sorular   

Bölüm 2. Termodinamiğin Uygulamaları

2.1.        Faz Dengesi - "Clapeyron" Denklemi

2.2.        İkinci Dereceli Faz Geçişlerinin Termodinamik Teorisi    

2.3.        Ferromagnetizmanın İstatistiksel Teorisi    

2.4.        Çiftsel Bileşimlerde Düzenli - Düzensiz Faz Geçişleri

2.5.        Çözeltiler - Osmotik Basınç    

2.6.        Kimyasal Tepkimeler    

2.7.        Yüzey Etkinlikleri

2.8.        Özet 

2.9.        Sorular

Bölüm 3. İstatistiksel Mekaniğin Temel İlkeleri

3.1.        Hamilton Denklemleri ve Faz Uzayı

3.2.        İstatistik ve Olasılık

3.3.        Mikrokanonik Topluluk ve Liouville Denklemi

3.4.        Kuantum Sistemleri ve Enerji Spektrumu

3.5.        İstatistiksel Matris (Yoğunluk Matrisi) ve Onun Özellikleri

3.6.        İstatistiksel Ağırlık ve Entropi

3.7.        Termal Denge ve Sıcaklık

3.8.        Kuazistatik ve Adiabatik Prosesler

3.9.        İç - Dış Parametreler ve Basınç

3.10.     Özet

3.11.     Sorular

Bölüm 4. İstatistiksel Dağılımlar

4.1.        Mikrokanonik Dağılım  Eşbölüşüm Teoremi

4.2.        Klasik İdeal Gaz. Gibbs Paradoksu

4.3.        Kanonik Gibbs Dağılımı

4.4.        Maxwell Dağılımı

4.5.        Büyük Kanonik Dağılım

4.6.        Büyük Kanonik Dağılımın Uygulamaları

4.7.        Özet

4.8.        Sorular

Bölüm 5. İdeal ve Reel Gazlar

5.1.        Seyrek Gaz - Boltzmann Dağılımı

5.2.        Dengesiz İdeal Gaz

5.3.        Serbest Enerji ve Durum Denklemi

5.4.        Tek Atomlu İdeal Gaz

5.5.        İki ve Çok Atomlu İdeal Gaz

5.6.        İdeal Gazların Karışımı

5.7.        Dipol Gazlarının Yönelim Polarizasyonu

5.8.        Reel Gazlar, Van-Der-Waals Denklemi

5.9.        Zayıf İdeal Olmayan Gaz

5.10.     Özet

5.11.     Sorular

Bölüm 6. Fermi ve Bose Sistemleri

6.1.        Fermi, Dirak ve Bose, Einstein Dağılımları

6.2.        Dengesiz Fermi ve Bose Gazları

6.3.        İdeal Fermi ve Bose Gazları

6.4.        Yozlaşmış Fermi Gazı

6.5.        Yozlaşmış Bose Gazı

6.6.        Siyah Cismin Işıması

6.7.        Bose Sıvısı

6.8.        Süperakışkanlık

6.9.        Fermi Sıvısı

6.10.     Özet

6.11.     Sorular

Bölüm 7. Sapmalar ve Brawn Hareketi

7.1.        Sapmalar ve Ölçüm Cihazlarının Hassaslık Sınır

7.2.        Temel Termodinamik Niceliklerin Sapma Teorisi

7.3.        Brawn Hareketi 218

7.4.        Lineer Harmonik Salınıcının Brawn Hareketi

7.5.    Korelasyon Fonksiyonu ve Stokastik Değerler İçin Spektral Dağılım

7.6.        Kinetik Katsayıların Simetrisi İçin Onsager Prensibi

7.7.        Onsager Prensibinin Termoelektrik Etkilere Uygulanması

7.8.        Özet

7.9.        Sorular

Bölüm 8. Kinetik Teori

8.1.        Dengesiz Sistemlerde Entropi

8.2.        Sistemin Termodinamik Denge Durumuna Yaklaşması

8.3.        Dağılım Fonksiyonu - Boltzmann Denklemi

8.4.        Boltzmann H-teoremi

8.5.        Kinetik Denklemin Uygulamaları

8.6.        Özet

8.4.        Sorular

Kaynakça