1

Prof. Dr. Hakan F. ÖZTOP

Bölüm 6

TERMODİNAMİĞİN

İKİNCİ YASASI

2

Bu bölümde elde etmek istediklerimiz;

Termodinamiğin ikinci yasasına giriş yapmak.

Termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarını birlikte sağlayan geçerli hal değişimlerini

belirlemek.

Isıl enerji depoları, tersinir ve tersinmez hal değişimleri, ısı makineleri, soğutma makineleri

ve ısı pompaları kavramlarını tanımak.

Termodinamiğin ikinci yasasının Kelvin-Planck ve Clausius ifadelerini tanımlamak.

Devridaim makineleri kavramlarını tartışmak.

Termodinamiğin ikinci yasasını çevrimlere ve bir çevrim gerçekleştirerek çalışan makinelere

uygulamak.

Mutlak termodinamik sıcaklık ölçeğini belirlemek için ikinci yasanın uygulanması.

Carnot çevriminin tanımlanması.

Carnot ilkelerinin, ideal Carnot ısı makinelerinin, soğutma makinelerinin ve ısı pompalarının

incelenmesi.

Tersinir ısı makineleri, ısı pompaları ve soğutma makineleri için ısıl verimler ve etkinlik

katsayıları ifadelerinin belirlenmesi.

3

TERMODİNAMİĞİN İKİNCİ YASASINA GİRİŞ

Bir saç kurutma makinasında, tele ısı geçişi elektrik üretimine yol açmaz.

Çarka ısı geçişi çarkın dönmesini sağlamaz.

Bu işlemler birinci kanuna uymalarına rağmen, gerçekleşemezler.

Daha soğuk bir odada bulunan bir fincan sıcak kahve daha çok ısınmaz.

Hal değişimleri belirli bir yönde gerçekleşir. Ters yönde gerçekleşmez.

Bir hal değişiminin gerçekleşebilmesi için termodinamiğin birinci ve ikinci yasalarının sağlanması zorunludur.

4

İKİNCİ YASANIN ESAS KULLANIMI

İkinci yasa hal değişimlerinin yönünü açıklayabilir.

İkinci yasa aynı zamanda enerjinin niceliği kadar niteliğinin de olduğunu öne sürer. Birinci

yasa, niteliğiyle ilgilenmeksizin, enerjinin niceliğiyle ve bir biçimden diğerine dönüşümüyle

ilgilidir. İkinci yasa, enerjinin niteliğinin ve bir hal değişimi sırasında bu niteliğin nasıl

azaldığının belirlenmesinin gerekli vasıtalarını sağlar.

Termodinamiğin ikinci yasası, yaygın olarak kullanılan ısı makineleri ve soğutma makineleri

gibi mühendislik sistemlerinin verimlerinin kuramsal sınırlarının ve kimyasal reaksiyonların

hangi oranda tamamlanacaklarının belirlenmesinde de kullanılır.

ISIL ENERJİ DEPOLARI

Sıcaklığında bir değişim olmaksızın, sonlu miktarda ısıyı verebilecek ya da alabilecek büyüklükte ısıl

enerji sığasına (kütle x özgül ısı) sahip cisimler ısıl enerji deposu veya yalnızca depo olarak adlandırılır.

Uygulamada atmosferik hava kadar, okyanuslar, göller ve akarsular gibi büyük su kütleleri de

büyük enerji depolama yetenekleri veya ısıl kütleleri nedeniyle, birer ısıl enerji deposu olarak

düşünülebilirler.

Isıl enerji sığaları büyük kütleler, ısıl enerji deposu olarak tanımlanabilir.

Isıl kaynak ısıl enerji sağlar, ısıl kuyuya ısıl enerji verilir.

5

ISI MAKİNELERİ

Bir Buharlı Güç Santrali

,

,

(kJ)

(kJ)

net çıkan çıkan giren

net çıkan giren çıkan

W W W

W Q Q

İşin tümü her zaman ısıl enerjiye dönüştürülebilir, fakat bunun tersi doğru değildir.

Isı makinesi aldığı ısının bir bölümünü işe dönüştürür, geri kalanını düşük sıcaklıktaki bir ısıl kuyuya verir.

Makineler ısıyı işe dönüştürürler.

1. Yüksek sıcaklıktaki bir kaynaktan (güneş enerjisi, kazanlar, nükleer reaktörler vb.) ısı alırlar.

2. Geri kalan atık ısıyı düşük sıcaklıktaki bir kuyuya (atmosfer, akarsular, vb.) verirler.

3. Bir çevrim gerçekleştirerek çalışırlar.

Isı makineleri ve bir çevrime göre çalışan diğer makineler, çevrimi gerçekleştirirken ısı alışverişini yapabilecekleri ortam olarak genellikle bir akışkan içerirler. Bu akışkana iş akışkanı denir.

Isı makinesinin yaptığı işin bir bölümü, sürekli çalışmayı sağlamak için çevrim içinde kullanılır.

- Qgiren

= Yüksek sıcaklıktaki ısı kaynağından

(kazandan) suya geçen ısı miktarı. - Q

çıkan= Yoğuşturucuda buhardan düşük

sıcaklıktaki kuyuya (atmosfer, akarsular vb.) geçen ısı miktarı. - W

çıkan= Türbinde genişlerken buhar tarafından

üretilen iş miktarı. - W

giren= Suyu kazan basıncına sıkıştırmak için

gereken iş miktarı.

6

Isıl verim

Qçıkan Olmayabilir Mi?

Bir buharlı güç santralinin yoğuşturucusunda, büyük miktarlarda atık ısı akarsulara, göllere veya atmosfere atılmaktadır. Bu durumda yoğuşturucu santralden çıkarılıp söz konusu atık ısıdan tasarruf edilemez mi?

Bu sorunun yanıtı, ne yazık ki kesin bir hayırdır. Çünkü yoğuşturucuda ısı atılma işlemi gerçekleşmeden çevrim tamamlanamaz.

İdeal koşullarda olsa bile, bütün ısı makinelerinin çevrimlerini tamamlayabilmek

için bir miktar enerjiyi düşük sıcaklıktaki bir ısı deposuna atık olarak vermesi gerekir.

,

,

1

net çıkan H L

th

H

Lth

H

W Q Q

Wnet çıkan

Q

Q

Q

,

,1

çıkan

net çıkan giren çıkan th th

giren giren

QWnet çıkanW Q Q

Q Q

7

Termodinamiğin İkinci Yasası: Kelvin-Planck İfadesi

Hiçbir ısı makinesinin ısıl verimi yüzde 100 olamaz veya bir güç santralinin sürekli

çalışabilmesi için iş akışkanının hem kazanla, hem de çevreyle ısı alışverişinde bulunması

gerekir.

Bir ısı makinesinin yüzde 100 ısıl verime sahip olamamasının, sürtünmeler veya diğer

kayıplardan kaynaklanmadığı vurgulanmalıdır. Çünkü bu sınırlama gerçek ısı makineleri

kadar, ideal ısı makineleri için de geçerlidir.

SOĞUTMA MAKİNELERİ VE ISI POMPALARI

• Düşük sıcaklıklı bir ortamdan yüksek sıcaklıklı bir

ortama ısı geçişi kendiliğinden oluşmaz ve soğutma makineleri adı verilen özel

makinelerin kullanımını gerektirir.

• Isı makineleri gibi soğutma makineleri de bir çevrim gerçekleştirerek çalışan

makinelerdir.

• Soğutma çevriminde kullanılan iş akışkanı soğutucu akışkan olarak adlandırılır.

• En yaygın kullanılan soğutma çevrimi, buhar- sıkıştırmalı soğutma çevrimidir.

• Evlerde kullanılan bir buzdolabında, soğutucu akışkan tarafından ısının alındığı dondurucu

bölüm, buharlaştırıcı işlevini görür. Buzdolabının arkasında bulunan ve ısının soğutucu

akışkandan mutfak havasına geçmesine yarayan borular ise yoğuşturucu olarak görev yapar.

8

Etkinlik Katsayısı

Bir soğutma makinesinin verimi, etkinlik katsayısı ile ifade edilir ve COPSM ile gösterilir.

Soğutma makinesinin amacı, soğutulan ortamdan ısı (QL) çekmektir.

COPSM

‘in değeri birden

büyük olabilir mi?

,

SM

Elde Edilmek İstenen Değer

Harcanması Gereken Değer

, (kJ)

1COP

/ 1

LSM

net giren

H L

L

H L H L

QCOP

W

Wnet giren Q Q

Q

Q Q Q Q

9

Isı Pompaları

Günümüzde kullanılan ısı pompalarının mevsimlik ortalama COP değerleri 2 ile 3 arasında

değişir.

Mevcut ısı pompalarının çoğu kışın soğuk dış havayı ısı kaynağı olarak kullanırlar

(hava kaynaklı ısı pompaları).

Sıcaklık donma noktasının altına düştüğünde verimleri önemli ölçüde azalır.

Böyle durumlarda ısı kaynağı olarak toprağı kullanan, jeotermal (veya toprak-kaynaklı) ısı

pompaları kullanılabilir.

Kurulumları daha masraflı olmasına karşın, bu tür ısı pompalarının verimleri daha yüksektir.

İklimlendirme cihazları -klimalar esas olarak buzdolabından farklı değildir. Soğuttukları

ortam yiyecek bölümü yerine bir binanın bir odasıdır.

COP değeri, soğutma sıcaklığının düşüşüyle azalmaktadır.

Bu nedenle gerek duyulan sıcaklıktan daha düşük sıcaklıklara soğutma işlemi ekonomik

değildir.

Elde edilmek istenen değer

Harcanmasıgereken değer ,

1

1 /

1IP SM

QHCOPIP Wnet giren

QHCOP

IP Q Q Q QH L L H

COP COP

QL ve QH’ın sabit değerleri için

10

Termodinamiğin İkinci Yasası: Clausius İfadesi

İki İfadenin Eş Anlamlılığı

Kelvin-Planck ve Clausius ifadeleri sonuçları bakımından birbirinin eşdeğeri olup, her ikisi de

termodinamiğin ikinci yasasının ifadesi olarak kullanılırlar.

İfadelerden birine aykırı olan herhangi bir makine veya çevrim, diğerine de aykırıdır.

Buzdolabının kompresörüne bir elektrik motoru gibi herhangi bir dış güç kaynağı yoluyla iş girişi olmadan, buzdolabının kendiliğinden çalışamayacağı anlamına gelir. Böylece çevrimin çevre üzerindeki net etkisi, ısının daha soğuk bir cisimden daha sıcak olana aktarılması yanında, iş biçiminde bir miktar enerji tüketmesidir. Bugüne kadar ikinci yasaya aykırı bir deney yapılamamıştır. Bu da ikinci yasanın geçerliliğinin yeterli bir kanıtıdır.

Termodinamik bir çevrim gerçekleştirerek çalışan ve düşük

sıcaklıktaki bir cisimden aldığı ısıyı yüksek sıcaklıktaki bir cisme

aktarmak dışında hiçbir enerji etkileşiminde bulunmayan bir makine

tasarlamak olanaksızdır.

İkinci yasanın Clausius ifadesine aykırı bir soğutma

makinesi.

Kelvin-Planck ifadesine aykırı bir durumun Clausius ifadesine de aykırı olacağının kanıtı.

11

DEVİRDAİM MAKİNELERİ

Devridaim makinesi: Birinci ve ikinci yasalardan herhangi birine aykırı olan makinelerdir.

Birinci yasaya aykırı olan (yani yoktan enerji var eden) makinelere (DDM1),

ikinci yasaya aykırı makinelere de (DDM2) denir. Devridaim makinesi yapmaya yönelik

sayısız girişim olmasına karşın, bunlardan hiçbiri başarılı olamamıştır.

Eğer bir şey gerçek olamayacak kadar iyi ise, büyük olasılıkla öyledir.

TERSİNİR VE TERSİNMEZ HAL DEĞİŞİMLERİ

Tersinir hal değişimi: Çevrede herhangi bir iz bırakmadan tersi yönde gerçekleştirilebilen bir

hal değişimi olarak tanımlanır.

Tersinmez hal değişimi: Tersinir olmayan hal değişimlerine denir.

• Doğada tersinir hal değişimlerine rastlanmaz.

• Neden tersinir hal değişimleriyle uğraşırız?

• (1) İncelemek kolaydır ve (2) Gerçek hal değişimlerinin karşılaştırılabileceği ideal

modeller (kuramsal limitler) oluştururlar.

• Bazı hal değişimleri diğerlerine göre daha çok tersinmezdir.

• Tersinir hal değişimlerini tahmin etmeye çalışırız. Niçin?

Termodinamiğin birinci yasasına aykırı bir devridaim makinesi (DDM1).

Termodinamiğin ikinci yasasına aykırı bir devridaim makinesi (DDM2).

12

Tersinmezlikler

İçten ve Dıştan Tersinir Hal Değişimleri

İçten tersinir hal değişimi: Hal değişimi sırasında sistemin sınırları içinde tersinmezlikler

meydana gelmiyorsa,

Dıştan tersinir hal değişimi: Sistemin sınırları dışında tersinmezlikler meydana gelmiyorsa,

Tümden tersinir hal değişimi: Sistemin sınırları içinde ve ilişkide olduğu çevrede

tersinmezlikler meydana gelmiyorsa.

Tümden tersinir bir hal değişiminde sonlu sıcaklık farkında ısı geçişi, sanki-dengeli olmayan

değişimler, sürtünme ve benzer olgular yoktur.

Tersinmez sıkıştırma ve genişleme işlemleri.

• Bir hal değişiminin tersinmez olmasına neden olan etkenlere tersinmezlikler adı verilir.

• Sürtünme, dengesiz genişleme, iki sıvının karışması, sonlu bir sıcaklık farkında ısı geçişi, elektrik direnci, katıların elastik olmayan şekil değişimleri ve kimyasal tepkimeler bu etkenler arasındadır.

• Bu etkenlerden herhangi birinin varlığı, hal değişimini tersinmez yapar.

Tersinir bir hal değişiminde sistem sınırları içinde ve dışında tersinmezlikler

yoktur. Tümden ve içten tersinir ısı geçişi.

13

CARNOT ÇEVRİMİ

Tersinir sabit sıcaklıkta genişleme: (1-2 hal değişimi, TH=sabit)

Tersinir adyabatik genişleme: (2-3 hal değişimi, sıcaklık TH’den TL’ye düşmektedir)

Tersinir sabit sıcaklıkta sıkıştırma: (3-4 hal değişimi, TL=sabit)

Tersinir adyabatik sıkıştırma: (4-1 hal değişimi, sıcaklık TL’den TH’ye yükselmektedir)

Ters Carnot Çevrimi

Carnot ısı makinesi çevrimi tümden tersinir bir çevrimdir.

Onu oluşturan tüm hal değişimleri ters yönde gerçekleştirilebilir. Bu durumda Carnot

soğutma makinesi çevrimi elde edilir.

Carnot çevriminin kapalı bir sistemde

gerçekleştirilişi

Carnot çevriminin P-V diyagramı.

Ters Carnot çevriminin P-V diyagramı.

14

CARNOT İLKELERİ

Aynı iki ısıl depo arasında çalışan iki ısı makinesinden, tersinmez olanın verimi her zaman

tersinir olanın veriminden küçüktür.

Aynı iki ısıl depo arasında çalışan bütün tersinir ısı makinelerinin verimleri eşittir.

TERMODİNAMİK SICAKLIK ÖLÇEĞİ

Birinci Carnot ilkesinin kanıtlanması.

Aynı ısıl depolar arasında çalışan tüm tersinir ısı makinelerinin verimi eşittir.

Termodinamik sıcaklık ölçeğini geliştirmek için kullanılan ısı

makinelerinin düzeni.

Sıcaklığı ölçmek için kullanılan maddelerin özeliklerinden bağımsız olan sıcaklık ölçeğine termodinamik sıcaklık ölçeği adı verilir. Bu tür bir sıcaklık ölçeği, termodinamik hesaplarda büyük kolaylık sağlar.

15

CARNOT ISI MAKİNESİ

Tersinir çevrimlerde ısı geçişi oranı Q

H/Q

L,

mutlak sıcaklık oranı TH/T

L’ye

eşittir.

QH ve Q

L ölçülerek Kelvin ölçeğinde

termodinamik sıcaklıkları belirlemeye yönelik kavramsal

deney düzeneği.

Bu sıcaklık ölçeği Kelvin ölçeği olarak adlandırılır ve bu ölçeğe göre sıcaklıklara mutlak

sıcaklıklar denir.

Carnot ısı makinesi,

aynı yüksek ve düşük

sıcaklıklı ısıl depolar

arasında çalışan ısı makineleri içinde en yüksek

verime sahip olanıdır.

Herhangi bir ısı makinesi Carnot ısı makinesi

Aynı yüksek ve düşük sıcaklıklı ısıl depolar arasında çalışan ısı makinelerinden hiçbirinin verimi, tersinir ısı

makinesinin veriminden yüksek olamaz.

273.16 H

L

QT

Q

,

,

,

tersinmez ısı makinesi

tersinir ısı makinesi

olanaksız ısı makinesi

th tr

th th tr

th tr

16

Enerjinin Niteliği

CARNOT SOĞUTMA MAKİNESİ VE ISI POMPASI

Kaynak sıcaklığına bağlı olarak ısının işe dönüşme

oranı.

Isıl enerjinin sıcaklığı ne kadar yüksek olursa,

niteliği de o kadar yüksek olur.

Burada sıcaklık

için C birimi kullanabilir

miyiz?

Hiçbir soğutma makinesi aynı sıcaklık sınırları arasında çalışan tersinir bir soğutma makinesinden

daha yüksek bir COP değerine sahip olamaz.

Herhangi bir soğutma makinesi veya ısı pompası

Carnot soğutma makinesi veya ısı pompası

, 1 Lth tr

H

T

T

17

ÖRNEK-1

Bir ısı makinesine kazandan 80 MW ısı geçişi olmaktadır. Isı makinesinin yakındaki bir

akarsuya atık olarak verdiği ısı ise 50 MW'tır. Isı makinesinin net gücünü ve ısıl verimini

hesaplayın.

Çözüm

Bu ısı makinesi için kazan, yüksek sıcaklıktaki ısıl enerji deposu, akarsu ise düşük sıcaklıktaki

ısıl enerji deposu olmaktadır. Isı makinesinin aldığı ve verdiği ısılar,

80MW 80MWH L

Q ve Q

, 80 50 MW 30MWnet çıkan H LW Q Q

, 30MW0.375 (veya %37.5)

80MW

net çıkan

th

H

W

Q

18

ÖRNEK-2

Bir evi ısıtmak için ısı pompası kullanılmaktadır. Dış sıcaklığın -2 °C olduğu bir zamanda evin

ısı kaybı 80000 kJ/h'dir. Evin iç sıcaklığı 20 °C'dir. Isı pompasının etki katsayısı (COPIP) bu

koşullarda 2.5 ise,

(a) Isı pompasının tükettiği gücü,

(b) Soğuk dış havadan ısı pompasına geçen ısıyı hesaplayın.

Çözüm

(a) Şekilde gösterilen ısı pompası tarafından tüketilen güç, ısı pompası için etkinlik katsayısı:

(b) Dışarıdan alınması gereken ısı çevrim için enerjinin korunumu ilkesinden;

Eve bir saatte verilen 80000 kJ ısının 48000 kJ kadarlık bölümü soğuk dış havadan alınmaktadır. Bu nedenle, ödeme yapılarak alınan enerji, ısı pompasına bir saatte elektrik enerjisi olarak giren 32000 kJ enerjidir. Eğer doğrudan bir elektrikli ısıtıcı kullanılsaydı, saatte 80000 kJ enerjinin tümünün ödenmesi gerekirdi. Bu değer ısı pompası için yapılması gereken ödemenin

2.5 katıdır.

,

80000kJ/h32000kJ/h (veya 8.9 kW)

2.5

Hnet g

IP

QW

COP

, 80000 32000 kJ/h=48000 kJ/hnet gL HQ Q W

19

ÖRNEK-3

Şekilde gösterilen Carnot ısı makinesi, 652 °C sıcaklıktaki bir ısıl enerji deposundan 500 kJ

enerji almakta ve 30 °C sıcaklıktaki bir ısıl enerji deposuna ısı vermektedir,

(a) Carnot makinesinin ısıl verimini,

(b) Düşük sıcaklıktaki ısıl enerji deposuna verilen ısıyı hesaplayın.

Çözüm

(a) Carnot ısı makinesi tersinir bir makinedir, bu nedenle ısıl verimi:

, ,

30+273 K1 1 0.672

652+273 K

Lth C th tr

H

T

T

(b) Tersinir bir ısı makinesi tarafından düşük sıcaklıktaki ısıl enerji deposuna verilen ısı:

Böylece, incelenen Carnot ısı makinesi her çevrimde aldığı 500 kJ ısının 163.8 kJ'lük

bölümünü düşük sıcaklıktaki ısıl enerji deposuna vermektedir.

, ,

30 273 K500 kJ 164kJ

652 273 K

LL tr H tr

H

TQ Q

T

20

ÖRNEK-4

Bir klima cihazı 6 kW elektrik gücü tüketirken, evin iç ortamından 750 kJ/dak ısı çekmektedir. (a)

Klimanın COP değerini ve (b) dış havaya verilen ısıl gücü hesaplayınız.

Çözüm

(a) ,

750kJ/dak 1kW2.08

6kW 60kJ/dak

LK

net g

QCOP

W

(b) , 750kJ/dak 6 60kJ/dak 1110kJ/daknet gH LQ Q W

ÖRNEK-5

Bir ev buzdolabı zamanın dörtte birini çalışarak geçirmekte ve soğutma bölümünden ortalama 800

kJ/h ısı çekmektedir. Buzdolabının COP değeri 2.2 olduğuna göre, çalışırken buzdolabının tükettiği

gücü hesaplayınız.

Çözüm

,

4 800 3200kJ/h

3200kJ/h1455kJ/h=0.40 kW

2.2

L

Lnet g

K

Q

QW

COP

ÖRNEK-6

450 W gücünde ve COP değeri 2.5 olan bir buzdolabı, her biri 10 kg ağırlığında olan 5 karpuzu 8°C

sıcaklığa soğutacaktır. Karpuzların sıcaklığı başlangıçta 20°C olduğuna göre, istenilen sıcaklığa ne

kadar zamanda getirilebileceklerdir? Karpuzun özgül ısısı 4.2 kJ/kg°C olarak suyun özgül ısısına eşit

alınabilir. Elde edilen sonuç gerçekçi midir, iyimser midir?

Çözüm

karpuz

5 10kg 4. °2kJ/kg 20 8 25C 20kJLQ mc T C

net,g 2.5 0.45kW 1.125kWL RQ COP W

2520kJ2240 37.3dak

1.125kJ/s

L

L

Qt s

Q

21

ÖRNEK-7

Soğutucu akışkan 134a bir ev ısı pompasının yoğuşturucusuna 800 kPa ve 35°C’de, 0.018 kg/s debi ile

girmekte ve yoğuşturucudan 800 kPa basınçta doymuş sıvı olarak çıkmaktadır. Kompresör

1.2 kW güç harcandığına göre, (a) ısı pompasının COP değerini ve (b) dış havadan birim zamanda

alınan ısı miktarını hesaplayınız.

Çözüm

1

1

1

2

2

2

1 2

800kPa271.22kJ/kg

35

800kPa95.47 kJ/kg

0

0.018kg/s 271.22 95.47 kJ/kg=3.164kW

3.164kWCOP= 2.64

1.2kW

3.164 1.2 1.96kW

H

H

g

H gL

Ph

T

Ph

x

a Q m h

C

h

Q

W

b Q Q W

ÖRNEK-8

Bir Carnot soğutma makinası 25°C sıcaklıktaki bir odada çalışmaktadır. Makine 500 W gücünde olup,

4.5 COP değerine sahiptir. (a) Soğutulan ortamdan birim zamanda çekilen ısıyı ve (b) soğutulan

ortamın sıcaklığını hesaplayınız.

,

SM,tr

4.5 0.5kW 2.25kW=135kJ/dak

1 1COP 4.5

1 25 273 / 1

Buradan

243.8K=

net gL SM

H L L

L

Q COP W

T T K T

T

- 29.2°C

22

ÖRNEK-9

İş akışkanı olarak soğutucu akışkan 134a kullanan bir iklimlendirme cihazı 34°C’deki dış ortama ısı

vererek bir odanın sıcaklığını 26°C’de tutmak için kullanılmaktadır. Evin duvarlarından ve

pencerelerinden olan ısı kazancı 250 kJ/dak olup; bilgisayar, TV ve lambalardan odaya 900 W ısı

yayılmaktadır. Soğutucu akışkan kompresöre 500 kPa basınçta doymuş buhar halinde 100 L/dak debi

ile girmekte ve kompresörden 1200 kPa basınçta 50°C’de çıkmaktadır. (a) Gerçek COP değerini, (b) en

yüksek COP değerini ve (c) akışkanın sahip olabileceği en küçük hacimsel debiyi hesaplayın.

1 1

3

1 1

2

2

500kPa 259.30kJ/kg

1 0.04112m /kg

1.2MPa278.27 kJ/kg

2 50

P h

x v

Ph

CT

3

1

1

2 1

1m 1dak100L/dak

1000L 60s0.04053kg/s

0.04112m3/kg

0.04053kg/s 278.27 259.30 kJ/kg=0.7686kW

1 dak250kJ/dak 0.9kW=5.067 kW

60

5.067COP=

0.76

SM

SMg

L ısı eşdeğer

L

g

Va m

v

W m h h

Q Q Qs

Q

W

86

6.59

SM, min

SM, min

max

,min

max

,min

2 1

3 3min,1 1

1 1

1 36 273 / 26 273 1

5.0670.1356kW

37.4

0.1356kW0.007149kg/s

278.27 259.30 kJ/kg

0.007149kg/s 0.04112m /kg 0.000294 m /s=

H L

Lg

g

b COPT T

Qc W

COP

Wm

h h

V m v

17.64

37.4

L / dak

NOT: Bu bölümdeki notlar için Kaynak: Y. Çengel, M.A. Boles, Termodinamik Mühendislik

Yaklaşımıyla, Güven Bilimsel, kitabının ilgili bölümünün lisans öğrencilerinin Termodinamik

eğitimine yönelik kısaltılmış şeklidir.