Entropi düzensizlik olarak tarif edilir. Birimi üzerinden bir tarif yapmak gerekirse entropi; bir termodinamik sistemde sıcaklık 1 K arttığında meydana gelen düzensizlik olarak ifade edilebilir. Burada düzensizliğin ne anlama geldiğinin açıklanması gerekir. Isı, elektrik gibi kavramlar soyut olduğundan mekaniktir sistemleri göz önüne alarak açıklamaya başlayalım. Bildiğimiz gibi hareket eden her şey sürtünüz. Mesela insan yürürken ayakları yere temas eder ve sürtünür. Bir kutuyu masanın üzerinde kaydırarak fırlattığımızda kutu masaya sürtünür. Bu sürtünmeler, harekete ters yönde bir sürtünme kuvveti meydana getirir. Hatta sürtünme kuvveti yuvarlak cisimlerin yuvarlanmasını sağlar ki, topun yuvarlanması, tekerleğin dönmesi sürtünme kuvveti sayesinde meydana gelir.
Sürtünme kuvveti aslında istenmeyen bir büyüklük olarak etiketlenir. Birçok bilimsel araştırma sürtünme kuvvetini azaltmaya odaklanmaktadır. Peki madem sürtünme çok kötü bir şey, o zaman neden var? İşte bu soruyu cevaplamadan önce mekanik düzensizlik, ya da mekanik entropi üzerinde biraz durmak gerekir.
Mekanik entropi yani mekanik sürtünme, aslında hareketin kaynağıdır. Evet, harekete ters yönde bir kuvvet meydana getiren, hareket yönündeki kinetik enerjiyi azaltan ve nihayetinde sıfıra indirerek cismi durmaya zorlayan sürtünme, tam olarak hareketin kaynağıdır. Bir düşünün, ayağınızın altındaki sürtünme olmasaydı ne olurdu?
Kendinizi ileri itemezdiniz. Aracınızın lastikleri buzun üstüne denk geldiğinde kendi ekseni etrafında döner ama ilerlemez. Patinaj yapar. İlerleyebilmek için mutlaka sürtünme gerekir. Evet, sürtünme olmadan hareket olmaz. Evet, sürtünen cisimler arasında bir miktar enerji ısı enerjisine döner ama o dönüşüm olmadan hareket etmek mümkün değildir.
Kâinatta hareket olmasaydı, enerji dönüşümü de olmazdı. Enerji dönüşümü olmasaydı makrodan mikroya hiçbir sistem var olamazdı. Konuyu biraz basite indirgeyerek örnekleyelim. Eğer ayağımızın altında sürtünme olmasaydı, yürüyemez, kaslarımızdaki enerjiyi kinetik enerjiye çeviremezdik. Yani hareket edemezdik. Hareket etmeyen bir bünyenin hayatta kalma şansı yoktur. Atalarımız harekette bereket var demişler. Hareket etmeyen bir vücutta en başta dolaşım problemleri ortaya çıkar. Kan, lenf, atık dolaşım sistemlerinin tamamı vücut hareket ettikçe fonksiyonunu daha iyi yerine getirir. Hareket etmeyen bünyeler zaman içinde yavaş yavaş erimeye, çürümeye başlar. Sonuç olarak hayatın devamlılığını sağlayan şey harekettir. Hareketi de sağlayan şey sürtünmedir, yani mekanik düzensizlik, yani mekanik entropi.
Bunu basit olsun diye ayağımızın altındaki sürtünme ile örnekledik. Siz örneklerin kendi uzmanlık alanınıza göre genişletebilirsiniz. Örneğin bir gaz, buhar, su veya rüzgar türbininin kanatlarında sürtünme olmazsa bu makinaların hiç biri iş göremez. Bu makinaların verimini azaltan SÜRTÜNME aslında bu mühendislik sistemlerinin var olmasının sebebidir. Bu ne demektir? Entropi her ne kadar hareketi kısıtlasa da, hareketin sebebidir. Entropi olmadan hareket olmaz. Evet, belki hareket enerjisinin yüzde 0,1 i sürtünmelere ve ısı kayıplarına gidiyor ama nihayetinde o kayıp hareketi sağlıyor ve hareket de hayatın devamlılığını sağlıyor.
Şimdi gelelim mekanik enerji sistemlerinden ısı enerjisine. Bundan 150 yıl önce bilim adamları ısı transferini, kalorik adı verilen baloncukların hareketi olarak tanımladılar. Ancak zaman içinde ölçü aletlerinin gelişmesi, bilimin ilerlemesiyle ısı enerjisinin aslında kütlesi olmayan, Casper sevimli hayalet gibi kütlelerin içinden geçen bir şey olduğunu öğrendik. Ancak her ısı geçişinde maalesef bir miktar enerjinin kaybolduğunu da farkettik. Bu kaybolan ısı enerjisinin her seferinde belli bir oranda olduğu ve ısı geçişi esnasında düzensizlik meydana getirdiğini fark ettik ve ona entropi dedik. Şimdi soru şu;
Aynı mekanik entropi olarak tanımladığımız mekanik sürtünmede olduğu gibi, termal entropi de “ISIL SÜRTÜNME” olarak tanımlanabilir mi? Isı enerjisinin bir yerden bir yere hareketinin temel kaynağı bu ISIL SÜRTÜNME olabilir mi? Isı transferi ENTROPİ sayesinde mümkün oluyor olabilir mi?
Biyografi
Ümit ÜNVER, Uludağ Üniversitesinden, 1998 Yılında Makine Mühendisliği Lisans, 2000 Yılında Makine Mühendisliği Termodinamik ve Enerji Anabilim Dalı Yüksek Lisans ve 2004 Yılında Makine Mühendisliği Termodinamik ve Enerji Anabilim Dalında Doktora dereceleri elde etmiştir. 1999 Yılında Uludağ Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümüne Arş. Gör:. ve 2005 Yılında doktor öğretim görevlisi olarak atanmıştır. 2006-2011 Yılları arasında özel sektörde üst düzey yönetici olarak çalışmış, 2011 Yılında Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesine Yardımcı Doçent olarak atanmıştır.
Yalova Üniversitesi Teknoparkının Kurucu Heyet Koordinatörü, ÖYP Koordinatörlüğü, Kamu Üniversite Sanayi İşbirliği (KÜSİ) Koordinatörü, Yalova Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi Müdür Yardımcılığı ve Müdürlüğü ve Rektör Danışmanlığı görevlerinde bulunmuştur. 2018 Yılında Makine Mühendisliği Bölümüne Doçent olarak atanmıştır.
Araştırma konuları; Binalarda enerji verimliliği, Yeşil Binalar, Sıfır Enerji Binalar, Sanayide enerji verimliliği, Termodinamik analizler, Enerji dönüşüm sistemleri, İndüksiyonlu ısıtma sistemleridir. Bu konularda 2021 yılı sonuna kadar yayınlanmış 60 ın üzerinde bildiri ve makalesi vardır. Ayrıca 30 un üzerinde projede yürütücü, danışman, izleyici ve hakemliği olarak görev yapmıştır.