Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları

**Prof. Dr. Sinsi** · 09-09-2012

Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları
Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları
01 Giriş

Temodinamik, maddenin kimyasal ve fiziksel değişimleri sırasında oluşan enerji değişmelerini inceleyen bilim dalıdır

Kimyasal termodinamiğin kanunları sayesinde, verilen şartlar altında o kimyasal reaksiyonun gerçekleşip gerçekleşmiyeceğini veya yönünü tahmin edebiliriz

Fakat bize reaksiyonu hızı hakkında bilgi vermez

02 Termodinamiğin Birinci Kanunu

Termodinamiğin birinci yasasına göre enerji yoktan var edilemez var olan enerjide yok edilemez

Sadece bir türden diğer türe dönüşebilir

Yani toplam enerji sabittir

Termodinamik kurallarını uygulayabilmek icin sınırları tam olarak tanımlamak gerekmek

Bir kimyasal bileşik sistem olarak adlandırılırken, bunun dışındaki hersey dış çevre olarak adlandırılır

Sistemin iç enerjisi, sistemi meydan getiren atomlar, moleküller, iyonlar arasındaki itme, çekme ve sistemi oluşturan taneciklerin kimyasal enerjisine eşittir

Bir sistemin durumu sıcaklık, basınç ve bielşim gibi özelliklerin belirlenmesi ile tanımlanır

Örneğin 150 K ve 1 atm başınçta 2 L hacim kaplayan bileşiğin iç enerjisi Ea, ve ikinci hal olan 300 K 2 atm basınçta 4 L hacim kaplayan bileşiğin iç enerjisi Eb ise sistemin iç enerjisi

DE= Eb-Ea olarak verilir

İç enerjisi Ea olna bir sistem dışarıdan q kadar ısı alırsa iç enerjisi Ea+q, aynı sistem enerjisinin w kadarını iş olarak kullanılırsa sistemin son hali

Eb = Ea + p-w olur

Böylece

Eb-Ea = q- w

DE= q-w sonucuna varılır

Q pozitif ise ısı sistem tarafından absorplanır, negetif ise sistem çevreye ısı verir

w pozitif ise sistem tarafından, negetif ise sisteme karşı iş yapılmıştır denir

0201 Entalpi

Sistemin sabit basınç altındaki ısı değişimine entalpi denir

Birimi iş birimidir

İş terimi genellikle basınç- hacim değişiminden doğar

Eğer sistem genleşirse atmosfer basıncına karşı iş yapar

PV = (N/m2) x (m3) = Nm= Joule olur

Buna göre iş, kuvvet çarpı uzaklık olarak tanımlanır

Eğer basınç sabit tutulursa genleşme işi

w = P(Vb-Va) = PDV bağıntısını alır

Eğer hacim sabit tutulursa DV= 0 olacağından w= 0 olacağından

DE = qv olur

Kimyada genellikle reaksiyonlar sabit basınç altında gerçekleşir

Bu nedenle

DE = qp - PDV şeklinde yazılır

qp sabit basın altında sistemin absorpladığı ısıdır

Entalpi (H) aşağıdaki bağıntı ile tanımlanır

H = E + PV

Entalpi değişimi ise

D H = DE + PDV şeklinde olur

Ve son olarak

D H = qp olarak ifade edilir

Sabit basınç altında bir reaksiyonun oluşumu sırasında ısı değişimi entalpi değişimine eşittir

Entalpi değişimi bir iç hal fonksiyonudur ve yola bağlı değildir

DH = DE + PDV eşitliğinde

ideal gazları eşitliğinden yararlanılarak

PV=nRT

P DV = PVb-PVa
PDV = nbRT- naRT
PDV = (Dn)RT

DHº = DEº + PDV eşitliğinde PDV = (Dn)RT yerine yerleştirilirse denklemin son hali

DHº = DEº + (Dn)RT olur

Dn = Oluşan gazların toplam mol sayısı Reaksiyona giren gazların toplam mol sayısı
R = Gaz sabiti 8,314 J K-1mol-1 veya 8,205x10-2 litre atm K-1mol-1 dir

09-09-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları Termodinamik - Termodinamik Nedir? - Termodinamik Kanunları 01 Giriş Temodinamik, maddenin kimyasal ve fiziksel değişimleri sırasında oluşan enerji değişmelerini inceleyen bilim dalıdır Kimyasal termodinamiğin kanunları sayesinde, verilen şartlar altında o kimyasal reaksiyonun gerçekleşip gerçekleşmiyeceğini veya yönünü tahmin edebiliriz Fakat bize reaksiyonu hızı hakkında bilgi vermez 02 Termodinamiğin Birinci Kanunu Termodinamiğin birinci yasasına göre enerji yoktan var edilemez var olan enerjide yok edilemez Sadece bir türden diğer türe dönüşebilir Yani toplam enerji sabittir Termodinamik kurallarını uygulayabilmek icin sınırları tam olarak tanımlamak gerekmek Bir kimyasal bileşik sistem olarak adlandırılırken, bunun dışındaki hersey dış çevre olarak adlandırılır Sistemin iç enerjisi, sistemi meydan getiren atomlar, moleküller, iyonlar arasındaki itme, çekme ve sistemi oluşturan taneciklerin kimyasal enerjisine eşittir Bir sistemin durumu sıcaklık, basınç ve bielşim gibi özelliklerin belirlenmesi ile tanımlanır Örneğin 150 K ve 1 atm başınçta 2 L hacim kaplayan bileşiğin iç enerjisi Ea, ve ikinci hal olan 300 K 2 atm basınçta 4 L hacim kaplayan bileşiğin iç enerjisi Eb ise sistemin iç enerjisi DE= Eb-Ea olarak verilir İç enerjisi Ea olna bir sistem dışarıdan q kadar ısı alırsa iç enerjisi Ea+q, aynı sistem enerjisinin w kadarını iş olarak kullanılırsa sistemin son hali Eb = Ea + p-w olur Böylece Eb-Ea = q- w DE= q-w sonucuna varılır Q pozitif ise ısı sistem tarafından absorplanır, negetif ise sistem çevreye ısı verir w pozitif ise sistem tarafından, negetif ise sisteme karşı iş yapılmıştır denir 0201 Entalpi Sistemin sabit basınç altındaki ısı değişimine entalpi denir Birimi iş birimidirİş terimi genellikle basınç- hacim değişiminden doğar Eğer sistem genleşirse atmosfer basıncına karşı iş yapar PV = (N/m2) x (m3) = Nm= Joule olur Buna göre iş, kuvvet çarpı uzaklık olarak tanımlanır Eğer basınç sabit tutulursa genleşme işi w = P(Vb-Va) = PDV bağıntısını alır Eğer hacim sabit tutulursa DV= 0 olacağından w= 0 olacağından DE = qv olur Kimyada genellikle reaksiyonlar sabit basınç altında gerçekleşir Bu nedenle DE = qp - PDV şeklinde yazılır qp sabit basın altında sistemin absorpladığı ısıdır Entalpi (H) aşağıdaki bağıntı ile tanımlanır H = E + PV Entalpi değişimi ise D H = DE + PDV şeklinde olur Ve son olarak D H = qp olarak ifade edilir Sabit basınç altında bir reaksiyonun oluşumu sırasında ısı değişimi entalpi değişimine eşittir Entalpi değişimi bir iç hal fonksiyonudur ve yola bağlı değildir DH = DE + PDV eşitliğinde ideal gazları eşitliğinden yararlanılarak PV=nRT P DV = PVb-PVa PDV = nbRT- naRT PDV = (Dn)RT DHº = DEº + PDV eşitliğinde PDV = (Dn)RT yerine yerleştirilirse denklemin son hali DHº = DEº + (Dn)RT olur Dn = Oluşan gazların toplam mol sayısı Reaksiyona giren gazların toplam mol sayısı R = Gaz sabiti 8,314 J K-1mol-1 veya 8,205x10-2 litre atm K-1mol-1 dir