Mekanik enerjinin doğrudan doğruya elde edildiği su kuvveti müstesna enerji stoklarının çoğu petrol veya kömür gibi yakıtlar şeklindedir ve enerji bunlarda iç enerji olarak depo edilmiştir. Yanma işlemi iç enerjiyi serbest hale geçirir ve ısıya dönüştürür. Bu şekildeki enerji meskenlerin ısıtılmasında, pişirmede, yahut başka kimyasal veya fiziksel işlemler hasıl etmek için bir fırını yüksek sıcaklıkta tutmakta kullanılabilir. Fakat bir makineyi çalıştırmak yahut bir vasıtayı yürütmek veya bir mermiyi fırlatmak için ısı mekanik enerjiye dönüştürülmelidir ve makine mühendislerinin problemlerinden biri bu dönüşümü mümkün olan en büyük verimle yapmaktır.
İç enerjinin doğrudan doğruya mekanik enerjiye dönüştüğü yalnız bir tip işlem vardır ve bu, kimyasal cisimlerin elektrolitik bir pilde terkip edilmiş olduğu haldir. Diğer bütün metotlar iç enerjinin ısıya dönüşümü ara adımını ihtiva ederler. Değişimler;
İç enerji → Isı → Mekanik enerji
şeklinde gösterilebilir.
İç enerji → Isı
ile gösterilen işlem bir güçlük arz etmez. Tabii en çok bilinen misal kömür, petrol yahut gazın yanmasıdır. Bu itibarla problem;
Isı → Mekanik enerjiye
indirgenmiş olur.
Her şeyden önce aşikardır ki bu dönüşüm daima buhar makinesi, gazolin motoru yahut diesel motoru gibi bir makinenin kullanılmasını gerektirir. İlk bakışta, problem güç görünmüyor; çünkü biliyoruz ki 1 kal=4,18 jul’dür ve her kalorilik termal enerji bize 4,18 jul’lük mekanik enerji temin edecek zannedilir. Mesela bir kg kömür yanınca takriben 7500 kcal’lik ısı hasıl edecek ve 7500X103X 4,18 jul’lük mekanik enerji temin edeceği zannedilir. Halbuki hakiki buhar makineleri bu değerin ancak % 5’den % 30’a kadarını temin ederler. Geriye kalan % 70’den % 95’e kadarı ne oluyor?
Baca ve sürtünme kayıpları ancak küçük bir kısmı karşılar, büyük kısım egzozda dışarı verilen ısıdır. Şimdiye kadar kimse, kendisine verilen ısının oldukça büyük kısmını egzozdan dışarı atmayan bir ısı makinesi inşa etmiş değildir, ve bundan sonra da hiç kimsenin yapamayacağından eminiz. Başka bariz değişiklikler yapmadan verilen bir ısı miktarını tamamen mekanik enerjiye çeviren bir makine yapmanın imkansızlığı, termodinamiğin ikinci kanunu olarak bilinen Tabiatın temel bir kanunudur.
Özel Kaynak: Francis Weston Sears, Mark W. Zemansky., Üniversite Fiziği (University Physics), Birinci Kısım: Mekanik, Isı, Ses., Çeviren: Prof. Dr. Ali Sümer., İkinci Baskı., Birsen
Kitabevi Yayınları., İstanbul, 1982., s.362-363
Genel Kaynak: Durmuş Hocaoğlu, Termodinamik’in İkinci Kanunu ve Entropi Ders Notu, Kasım, 2008.
