Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları

**Prof. Dr. Sinsi** · 09-09-2012

03 Termodinamiğin İkinci Kanunu

Termodinamiğin ikinci kanununda entropi (S) olayını inceliyeceğiz

Entropi bize bir reaksiyondaki değişimlerin kendiliğinden olup olmadığını hakkında bilgi verir

Kendiliğinden olan reaksiyonlarda entropi değerinde bir artış söz konusudur

Basınçları aynı olan ve tamamen izole edilmiş iki balon arasındaki musluk açıldıktan sonra içerisindeki gaz homojen olarak karışır bu istemli bir olaydır

Musluk açıldıktan sonra gazlar ilk hale göre dah düzensizdir

Entropi düzensizliğin ölçüsüdür

Yapıları düzenliliğine göre sıralıyacak olursak katı, sıvı ve gaz olarak sıralanırlar

Yani en düzensiz yapı gazlardadır

Bu nedenle katı halden sıvı hale ve sıvı halden gaz hale geçerken entropi artışı olur

Gazların birbiri ile karıştırılması olayı izole bir sistemde gerçekleştirildiği için çevre ile sistem arasında enerji ve madde değişimi olmaz

Bu nedenle izole sistemin entropisi artar

Fakat çoğu reaksiyon izole edilmemiş ortamlarda gerçekleşir

Bu nedenle toplam entropi değişimi çevrenin ve sistemin entropi değişimlerinin toplamına eşittir

DStoplam = DS sistem + DSçevre

Bir sıvı donduğu zaman ısı açığa çıkar ve bu ısı çevre tarafından absorplanır

Bu ısı artışı ile çevre moleküllerinin düzensizliği artar

Bu nedenlede çevrenin entropisi artar

Donma noktasının altında donan bir sıvıda sistemin entropi azalması ve çevrenin entropi artmasından daha az olduğundan net entropi artışı büyük olur

Bu ndenle sıvının donma noktası altında donması istemli bir olaydır

Entropi bir hal fonksiyonudur

Yola bağlı olmayıp sistemin ilk ve son haline bağlıdır

Sabit sıcaklık ve basınçta tersinir bir kimyasal reaksiyonun entropisi

DS = DH/T = Jmol-1K-1 bağıntısı ile verilir

DS > 0 ise olay kendiliğinden oluşur,
DS = 0 ise sistem dengededir,
DS< 0 ise olay istemsizdir

Örnek: 1 atm basıçta ve 0ºC ta 1 mol buzun erimesi sırasındaki entropy değişimini hesaplayınız

DH = 6,017kJmol-1

H2O (k) àH2O (s)

DS = DH /T

DS = 6017 Jmol-1 / 273 K

DS = 22,04 Jmol-1K-1

04 Termodinamiğin Üçüncü Kanunu

Termodinamiğin üçünkü kanununa göre, sıcaklık mutlak 0 da saf kristallerin entropileride 0 dır

Mutlak sıcaklık 0 olduğunda, ısıl enerji veya ısı 0 dır

Isı enerjinin 0 olması moleküldeki atomların hareket etmediklerinin göstergesidir

Bir maddenin standart mutlak entropisi 25º C 1 atm basınçtaki entropisidir ve Sº ile gösterilir

Standart entropi değişimi, ürünlerin standart entropi değişimlerinin toplamından, reaksiyona giren maddelerin standart entropilerini toplamının farkına eşittir

Burada elementlerin standart entalpileri 0 değildir ve her türlü koşulda ( katı sıvı ve gaz formda) hesaplamaya katılırlar

Hg(s) + ½ O2 (g) àHgO (katı)

DSº = (Sº HgO) (SºHg + 1/2 Sº O2)

09-09-2012	#3
Prof. Dr. Sinsi	Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları 03 Termodinamiğin İkinci Kanunu Termodinamiğin ikinci kanununda entropi (S) olayını inceliyeceğiz Entropi bize bir reaksiyondaki değişimlerin kendiliğinden olup olmadığını hakkında bilgi verir Kendiliğinden olan reaksiyonlarda entropi değerinde bir artış söz konusudur Basınçları aynı olan ve tamamen izole edilmiş iki balon arasındaki musluk açıldıktan sonra içerisindeki gaz homojen olarak karışır bu istemli bir olaydır Musluk açıldıktan sonra gazlar ilk hale göre dah düzensizdir Entropi düzensizliğin ölçüsüdür Yapıları düzenliliğine göre sıralıyacak olursak katı, sıvı ve gaz olarak sıralanırlar Yani en düzensiz yapı gazlardadır Bu nedenle katı halden sıvı hale ve sıvı halden gaz hale geçerken entropi artışı olur Gazların birbiri ile karıştırılması olayı izole bir sistemde gerçekleştirildiği için çevre ile sistem arasında enerji ve madde değişimi olmaz Bu nedenle izole sistemin entropisi artar Fakat çoğu reaksiyon izole edilmemiş ortamlarda gerçekleşir Bu nedenle toplam entropi değişimi çevrenin ve sistemin entropi değişimlerinin toplamına eşittir DStoplam = DS sistem + DSçevre Bir sıvı donduğu zaman ısı açığa çıkar ve bu ısı çevre tarafından absorplanır Bu ısı artışı ile çevre moleküllerinin düzensizliği artar Bu nedenlede çevrenin entropisi artar Donma noktasının altında donan bir sıvıda sistemin entropi azalması ve çevrenin entropi artmasından daha az olduğundan net entropi artışı büyük olur Bu ndenle sıvının donma noktası altında donması istemli bir olaydır Entropi bir hal fonksiyonudur Yola bağlı olmayıp sistemin ilk ve son haline bağlıdır Sabit sıcaklık ve basınçta tersinir bir kimyasal reaksiyonun entropisi DS = DH/T = Jmol-1K-1 bağıntısı ile verilir DS > 0 ise olay kendiliğinden oluşur, DS = 0 ise sistem dengededir, DS< 0 ise olay istemsizdir Örnek: 1 atm basıçta ve 0ºC ta 1 mol buzun erimesi sırasındaki entropy değişimini hesaplayınız DH = 6,017kJmol-1 H2O (k) àH2O (s) DS = DH /T DS = 6017 Jmol-1 / 273 K DS = 22,04 Jmol-1K-1 04 Termodinamiğin Üçüncü Kanunu Termodinamiğin üçünkü kanununa göre, sıcaklık mutlak 0 da saf kristallerin entropileride 0 dır Mutlak sıcaklık 0 olduğunda, ısıl enerji veya ısı 0 dırIsı enerjinin 0 olması moleküldeki atomların hareket etmediklerinin göstergesidir Bir maddenin standart mutlak entropisi 25º C 1 atm basınçtaki entropisidir ve Sº ile gösterilir Standart entropi değişimi, ürünlerin standart entropi değişimlerinin toplamından, reaksiyona giren maddelerin standart entropilerini toplamının farkına eşittir Burada elementlerin standart entalpileri 0 değildir ve her türlü koşulda ( katı sıvı ve gaz formda) hesaplamaya katılırlar Hg(s) + ½ O2 (g) àHgO (katı) DSº = (Sº HgO) (SºHg + 1/2 Sº O2)