MEM2921 MALZEME TERMODİNAMİĞİ

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "MEM2921 MALZEME TERMODİNAMİĞİ"

Transkript

1 IV. BÖLÜM ISI KAASİESİ, ENALİ, ENROİ VE ERMODİNAMİĞİN III. YASASI 4. GİRİŞ (.6) ve (.7) denklemleri ısı kapasitelerini ifade temektedir. Sabit haimde ki ısı kapasitesi C ve sabit basınçta ki ısı kapasitesi C V U (.6) V U (.7) Bu noktada, bir sistemin molar extensife özelliklerin büyüklükleri ile tüm sistemin ektensife özelliklerinin büyüklüklerinin birbirinden ayıran bir notasyon kullanmak uygun olaaktır. U, molar iç enerji ise, o zaman n mol den oluşan bir sistemin iç enerjisi U'ile gösterilmeli. Dolayısıyla, E, sistemin molar değeridir ve n mol içeren bir sistem için, Dolayısıyla (.6) ve yazılabilir, U ' nu (.7) denklemlerinin eş değerleri aşağıdaki şekillerde du' C d n d or du d (.6a) V V V dh C d n d or dh d (.7a) V V V ve V' nin sırasıyla sabit basınçlı ve sabit haim deki molar özgül ısılarıdır (.7a) denklemi (, ) ve (, ) sınır aralığında integre edilirse iki durumu arasındaki entalpi farkı elde edilir yani; H H (, ) H(, ) pd (4.) rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-

2 Sabit basınçta oluşan bir dönüşüm de entalpinin sıaklığına bağlılığın belirlenmesi için (4.) denkleminden görüldüğü gibi sabit basınçtaki özgül ısı p'nin sıaklıkla değişiminin bir bilgisinin gerekli olduğu görülmektedir. Benzer şekilde, sabit haimli bir dönüşümde de entalpinin sıaklığına bağlılığın belirlenmesi için (.6a) denkleminden görüldüğü gibi sabit haimdeki özgül ısı V 'nin sıaklıkla değişiminin bir bilgisinin gerekli olduğu görülmektedir. 4. ISI KAASİESİNİN EORİK HESALANMASI. Deneysel ölçüm sonuunda, Dulong ve etit, 89'da tüm katı elementlerin molar özgül ısılarının gaz sabitinin üç katına eşit olduğunu belirten bir ampirik kural geliştirdiler. 3R ve 865'de Kopp, normal sıaklıklarda katı bir bileşiğin molar özgül ısının katı bileşiği oluşturan elementlerin molar özgül ısılarına bağlılığını belirleyen bir kural getirmiştir ki X A A X B B J K... Oda sıaklığındaki elementlerin çoğunun molar özgül ısıları 3R'ye çok yakın değerlere sahip olsa da, sonraki deneysel ölçümler, molar özgül ısının genellikle artan sıaklıkla arttığını ve düşük sıaklıklarda 3R'den önemli ölçüde daha düşük değerlere sahip olabileeğini göstermektedir. Şekil 4., kurşun ve bakırın molar özğül ısı değerlerinin Dulong ve etit in oda sıaklığında kuralına uymasına rağmen, silikon ve elmasın sabit haimli ısı kapasitelerinin 3R'den daha düşük olduğunu göstermektedir. Şekil 4. de ayrıa mola özgül ısı değerlerinin düşük sıaklıklarda belirgin bir şekilde düşüşü uğradığı gösterilmektedir. Katı bir elementin ısı kapasitesinin, sıaklığın bir fonksiyonu olarak hesaplanması, kuantum teorisinin ilk zaferlerinden biriydi. Bu tür ilk hesaplama rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-

3 907 yılında, her biri örgü noktası etrafında bağımsız olarak titreşen harmonik bir osilatör gibi davranan n adet atomu içeren bir kristalin özelliklerini göz önüne alarak Einstein tarafından yapılmıştır. Her bir osilatörün titreşimi komşu osilatörlerin titreşiminden etkilenmediğin ve her bir osilatörün sabit bir v frekans ile titreştiği kabul edildi. Bu kabulleri içeren örgü noktalarından oluşan bir sisteme Einstein kristali denir. Katı bir elementin ısı kapasitesinin, sıaklığın bir fonksiyonu olarak hesaplanması, kuantum teorisinin ilk zaferlerinden biriydi. Bu tür ilk hesaplama 907 yılında, her biri örğü noktası etrafında bağımsız olarak titreşen harmonik bir osilatör gibi davranan n adet atomu içeren bir kristalin özelliklerini göz önüne alarak Einstein tarafından yapılmıştır. Her bir osilatörün titreşimi komşu osilatörlerin titreşiminden etkilenmediğin ve her bir osilatörün sabit bir v frekans ile titreştiği kabul edildi. Bu kabulleri içeren örgü noktalarından oluşan bir sisteme Einstein kristali denir. verir: Şekil 4. b, Cu, Si ve elmasın sabit haimli molar özgül ıslarının sıaklığa bağlılıkları. Kuantum teorisi, harmonik bir osilatörün enerji seviyesi enerjisini şu şekilde rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-3

4 i i h (4.) burada i sıfırdan sonsuza kadar değerleri alan bir tamsayıdır ve h lank sabitidir. Her osilatörün üç serbestlik dereesi olduğu için, yani, x, y ve z yönlerinde titreşebilidiği için, Einstein kristalinin (3n doğrusal harmonik osilatör sistemi olarak kabul edilebilir) enerjisi, U' 3 n i i burada, daha öne belirtildiği, n i, i. enerji seviyesindeki atomların sayısıdır. İkame n i (4.) ve n i e denklemleri denk. (4.3) de yerine yazılırsa n i U' 3 n i e (4.3) U' 3nh i h ie e n e h i - k h i - k h i - k n e h i - k e e h i - k h i - k U' 3nh ie e hi - k hi - k e e h - k h - k U' 3nh ie e hi - k hi - k rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-4

5 U' 3 nh ie e hi - k hi - k aking elde edilir. hi - ie hi - k ie k burada ie ix h - k i hi - k ix i ix i ve x h - e k x e olup seri açılımından olduğunu kabul ederek i 3 i ix x x 3x... ix x x 3x... ve ix e i h i - k x x 3x bu durumda U' 3 x nh 3 U' nh U' 3 nh i x x x x x... x x e e h - k h - k x x... x rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-5

6 U' 3 U' nh 3 3 nh e h k e h - k 3nh nh (4.4) h e k (4.4) denklemi sistemin enerjisinin sıaklığa bağlılığını göstermektedir ve (4.4) denkleminin sıaklığa göre türevi sabit haimli özgül ısı değerini v verir. Hamin sabit tutulması, enerji seviyelerinin kuantumlu olmasına neden olur. Böylee U' 3 nh 3nh e h k h U' 3 C k V nh 3nh e V V C C V V 0 h h k h 3nh e k e k h k h 3nh e k e k 3nk h V h k e e h k h k h k h e h e C 3nk 3nk V h h h k k k k k e e e h k (4.5a) rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-6

7 Burada Einstein karakteristik sıaklığı h / k olarak tanımlanırsa ve n değerini molar haim için Avogadro nun sayısına n N0 eşit alarak tanımlanması, kristalin sabit haimli molar ısı kapasitesini şu şekilde yazılabilir. E/ E/ E e E e V 0 / / C 3N k 3R Sabit haimdeki özgül ısı C v 'nin E E e e E E E (4.5b) / ile değişimi, Şekil 4.'de gösterildiği gibi / değri, (ve dolayısıyla değeri) arttıkça, özgül ısı değerini 3R değerine yaklaştığı yani Dulong ve etit'in yasasıyla uyumlu olarak C v 3R'yi ve düşük sıaklıklarda yani mutlak sıfıra yakın sıaklıklarda yani 0 da, özgül ısı değerinin sıfıra yaklaşmasıyla yani C v 0'ı yaklaşmasıyla gözlem. Deneysel gözlemlerle uyumlu olduğunu göstermektedir. Herhangi bir elementin E nin gerçek değeri ve titreşim frekansı, v, (4.5) denklemine eğrisi ile elde edilir. (4.5) deneysel olarak ölçülen özgül ısı verilerinden elde edilen eğriye (4.5) denklemiyle elde edilen eğriye benzer bir eğri çizdirmek suretiyle elde edilir. Şekil 4.'de gösterilen benzeşim eğrisi, Einstein denkleminin yüksek sıaklıklarda gerçek özgül ısı değerlerini yeterine temsil etmesine rağmen, teorik değerlerin gerçek değerlerden daha hızlı bir şekilde sıfıra yaklaştığını göstermektedir. / değeri 0.0'den 0.0'e düşerken teorik molar özgül ısı değerinin.x0-7 'den 9.3x0-39 E J/K değerine düşmektedir. Bu tutarsızlık, osilatörlerin tek tip bir frekansla titreşmediği gerçeğini ortaya çıkarmaktadır. eoride bir sonraki adım, 9 yılında, osilatörler için mevut titreşim frekansları aralığının sürekli bir katıdaki elastik titreşimler için mevut olan titreşim aralığı ile aynı olduğu varsayımın yapan Debye tarafından atılmıştır. Bu titreşimlerin alt limiti, katıdaki atomlar arası mesafelerle belirlenir, yani, eğer dalga rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-7

8 boyu, atomlar arası mesafeye eşitse, komşu atomlar, aynı titreşim fazında olaaktır ve bu nedenle, bir atomun diğerine göre titreşimi olmayaatır. eorik olarak, izin verilen en kısa dalga boyui min birbirine göre zıt yönde titreşen iki atom arasındaki en kısa mesafenin iki kat kadardır. Bu minimum dalga boyunun min=5 0-8 m mertebesinde ve katı içerisindeki dalganın hızı v = m/sn olduğundan katı içinde titreşim hareketi yapan atomun veya osilatörün titreşim frekansı aşağıdaki şekilde elde edilir. 5 v 50 0 se max 8 min 50 3 Debye, frekans dağılımının, birim frekans aralığı başına birim haim başına titreşim sayısının, izin verilen Şekil 4. Saf alüminyum içi Debye, Einstein ve deneysel özgül ısıların karşılaştırılması. 0 max aralıkta artan frekansla parabolik olarak arttığını ve katının özgül ısısı değerinin Einstein denklemininin bu frekans aralığında integralin alarak elde edilebileeğini gösterdi. Yani 3 D h / k 9nh 3 h e CV 3 k k h / k D 0 e d rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-8

9 rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-9 D 0 k / h k / h D V d e e k h h k R 9 C D 0 k / h k / h 4 3 D V d e e k h k h 9R C D 0 k / h k / h 4 3 D V d e e k h 9R C D 0 k / h k / h 4 3 D 3 V d e e k h 9R C Yukarıdaki ifade de x=hv/k değişimi yapıldığı zaman arak / 0 x x 4 3 D V D dx e e x 9R C (4.6) Burada max D Debye frekansı ve k / h D D değeri ise katı maddenin karakteristik Debye sıaklığıdır. (4.6) denklemi, Debye nin denkleminin düşük sıaklıklarda deneysel verilere mükemmel uyum sağladığını gösteren, Şekil 4.'deki Einstein denklemi ile karşılaştırılmıştır. Şekil 4.3, Debye'nin denkleminin b, Ag, Al ve elmasın ölçülen özğül ısı değerlerine eğri benzetmelerini göstermektedir. Eğriler, yatay bir yer değiştirme dışında neredeyse aynıdır ve bağıl yatay yer değiştirme D nin bir ölçüsüdür. C v 'ye karşılık D log / olarak çizildiğinde, Şekil 4.3'deki tüm referans noktaları tek bir satıra düşer. (4.6) denklemi sıfırdan sonsuz aralığında integrali alınırsa integral değerinin 5.98 yaklaştığı görülür ve bu nedenle düşük sıaklık (4.6) denklemi aşağıdaki şekilde ifade edilir.

10 V 9R 5.98 D D 3 (4.7) Bu ise düşük sıaklıklardaki özğül ısı değerlerinin mutlak sıaklığın küpü ile doğru orantılı olduğunu ifade eden Debye kanunu olarak adlandırılır. Şekil 4.3 Bazı katı elementin sabit haimli molar özgül ısıları. Eğriler, farklı Debye sıaklıkları için çizilmiştir. Debye nin teorisi, bir metalde düşük sıaklıklarda Fermi seviyesinde serbest elektronlar tarafından alınan enerjiyle özgül ısıya yapılan katkıyı göz önüne almaz ve C V U V den dolayı elektron enerjisinin sıaklıkla değiştiği durumda özgül ısıya bir katkı yapılaağını ifade eder eder. Metallerin elektron gazı teorisi, özgül ısıya elektronik katkının mutlak sıaklık ile orantılı olduğunu ve dolayısıyla elektronik katkının yüksek sıaklıklarda büyük olaağını öngörmektedir. Bu nedenle, örgü katkısının Dulong ve etit değerine yaklaştığı yüksek sıaklıklarda, molar özgül ısı değerinin sıaklığa bağlılığı Şekil 4.3 Bazı katı elementin sabit haimli molar özgül ısıları. Eğriler, farklı Debye sıaklıkları için çizilmiştir. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-0

11 V 4.94 b J mole K olarak ifade edilir ki burada b terimi elektronik katkıdır. b katsayısının değerinin teorik olarak elektron gazında ki atom başına elektron sayısının yani yoğunluğundan hesaplamanın pek kolay olamayaağını gösteriyor. Ayrıa, özgül ısının teorik hesaplanmasında, yüksek sıaklıklarda örgü titreşimlerinin anormalliğin den gelen katkıları göz önüne almaz. Özgül ısı değerlerinin teorik hesaplanmasın var olan çeşitli belirsizliklerin bir sonuu olarak, genel olarak sabit basınçlı molar özgül ısının sıaklıkla değişimini deneysel olarak ölçmek ve sıaklığa bağlılığını analitik olarak ifade etmek gerekmektedir. 4.3 ÖZGÜL ISININ SICAKLIĞA BAĞLILIĞNIN AMİRİK (DENEYSEL) OLARK BELİRLENMESİ Bir malzemenin sabit basınçlı molar özgül ısını sıaklıkla değişimi deneysel olarak ölçülür ve özgül ısı ile sıaklık arasındaki değişim grafiksel olarak çizilir ve değişime uyan en uygun denklemin a b olarak ifade edilebileeği elde edilir ve analitik ifadenin yalnıza, özgül ısı değerlerinin ölçüldüğü belirtilen sıaklık aralığında uygulanabilir olduğu not edilmelidir. Örneğin, ZrO, oda sıaklığından 478 K'ya kadar monoklinik -ZrO fazında bulunurken K sıaklık aralığında ise tetragonal -ZrO fazında bulunur ve her bir faz kendi sıaklık aralığında özgül ısısı sıaklık ile değişen kendi denklemine sahiptir K sıaklık aralığında - 3 α ZrO ve K sıaklık aralığında ZrO J mole K 5 - J mole K rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-

12 Analitik ifadenin ölçülen özgül ısı değerlerine uyarlanmasında,, -ZrO fazı a, b ve sabitelerini değerleri sıfırdan farklı değerlere sahipken, β-zr0 fazı durumunda molar özgül ısı sabit olup sıaklıkla değişmemekte olup analitik ifadede b ve sabitelerini değerleri sıfırdır. Katı-katı faz geçişi içermeyen birkaç element ve bileşiklerin sabit basınçtaki özgül ısılarının( p ) sıaklıkla değişimleri Şekil 4.4'te gösterilmiş ve allotropi sergileyen bazı elementlerin ve polimorfizm gösteren bileşiklerin sabit basınçtaki özgül ısılarının( p ) sıaklıkla değişimleri Şekil 4.5'te gösterilmiştir. -ZrO ve β-zro fazlarının sabit basınçtaki özgül ısılarının( p ) sıaklıkla değişimleri de Şekil 4.5'e dahil edilmiştir. Şekil 4.4 Çeşitli elementlerin ve bazı bileşiklerin sabit basınçtaki özgül ısılarının sıaklıkla değişimleri. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-

13 Şekil 6.5 Allotropik bazı elementlerin ve polimorf olan bazı bileşiklerin sabit basınçlı molar özgül ısılarını sıaklıkla değişimleri. 4.4 ENALİNİN SICAKLIK VE BİLEŞİME BAĞLILIĞI Sabit bir basınçta sıaklığı l den 'ye değişen sabit kütleli yani kapalı bir sistem için denklem (.7) nin integrali alınırsa denklem (4.) elde edilir. H H (, ) H(, ) pd (4.) bu nedenle, özgül ısı p nin sıaklık ile değişimini gösteren grafikten ve sınırları arasında eğrinin altında kalan alan H derğerini verirki bu da denklem (.7) den de görülebileeği gibi sabit basınçda sistemin molünün sıaklığını l 'den 'ye yükseltmek için gerekli olan ısı miktarına eşittir yani H Q. Her hangi bir sistem sabit sıaklıkta ve basınçta bir kimyasal reaksiyona veya bir faz dönüşümüne maruz kaldığında, örneğin reaksiyon A + B = AB, reaksiyon ürünlerinin entalpilerinin toplamı (. Durumun toplam entalpisi) ile reaksiyona rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-3

14 girenlerin entalpilerinin toplamı (. durumun toplam entalpisi) arasındaki farktır., yani H H (, ) H (, ) H (, ) (4.8) AB A ve (4.8) denklemi Hess in yasasının bir ifadesidir. Eğer B H değeri pozitif ise reaksiyon, sistemin termostatlı ısı banyosundan ısı almasına neden olur ve bu nedenle reaksiyon endotermiktir. ersine, H değeri negatif ise reaksiyon, bir ısı oluşumuyla meydana gelir ve bu nedenle reaksiyon ekzotermiktir. Bu işaret anlaşması, Birini Yasadaki sistemin aldığı veya sistemin verdiği ısı Q nun işaret anlaşmasıyla aynısıdır. Sıaklık veya bileşimindeki değişikliklerin neden olduğu entalpi değişimleri entalpi-sıaklık diyagramında grafiksel olarak gösterilebilir. Katı-sıvı hal değişimini durumunda A (katı) A( sıvı ) yani, saf A'nın erimesidir. Erime entalpisi H ve katı haldeki A'nın molar entalpileri arasındaki farktır yani: H H (sıvı, ) H (katı, ) A A sıaklığında sıvı haldeki A'nın dir. Entalpetteki bu değişiklik, Şekil 4.6'daki ab aralığı ile temsil edilir. sıaklığında oluşan faz değişimi yani katılaşma için, H H (sıvı, ) H (katı, ) A A Şekil 4.6'da d aralığı ile temsil edilmektedir. Entalpi H bir durum fonksiyonu olduğundan, o zaman a b H a d H d H b H (i) burada Ha d bir mol katı A'nın sıaklığını sabit basınçta l 'den 'ye çıkartmak için gereken ısıdır. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-4

15 pa (katı) katı A'nın molar özgül ısıdır. H pa( katı )d H d H H b mol sıvı A nın sıaklığı 'den 'e düşürüldüğünde ortaya çıkan yani dışarıya verilen ısıdır (veya bir mol sıvı A nın sıaklığını 'den 'ye çıkarmak için gerekli olan ısı miktarının negatifi dir). pa pa ( sıvı )d ( sıvı )d ki burada pa (sıvı) sıvı A'nın molar özgül ısıdır. Denklemlerin hepsini (i) Denkleminde yerine yazılırsa ab ab H A(katı ) A(sıvı), ( katı )d H A(katı ) A(sıvı), ( sıvı )d pa d pa H A(katı ) A(sıvı), ( katı )d H A(katı ) A(sıvı), - ( sıvı )d pa d pa H H ( katı ) ( sıvı ) d pa pa H H pa( sıvı ) pa( katı ) d veya H H d (4.9) rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-5

16 elde edilir. Burada A( sıvı ) A( katı ) sıvı haldeki A nın özgül sısı ile katı haldeki A nın özgül ısıları arasındaki farktır. Dolayısıyla, reaksiyonun ısısı bir sıaklıkta biliniyorsa ve ürünlerin ve reaksiyona giren maddelerin sabit basınçtaki özgül ısılarının sıaklığa bağımlılıkları da biliniyorsa, o zaman reaksiyonun başka farklı bir sıaklıktaki ısısı hesaplanabilir. Eğer 0 ise yani reaksiyon ısısı sıaklıktan bağımsız olması durumunda, H H olur. Şekil 4.6'da sıvı A nın özğül ısısı, b doğrusunun eğimine eişttir yani ( svı ) H /,A düz bir çizgidir. ve eğer sıaklıktan bağımsız ise b eğrisi Şekil 4.6 Bir maddenin katı ve sıvı fazlarının molar entalpilerin sıaklıkla değişimi. H mutlak bir değere sahip olmadığından yani sadee H'deki değişiklikler ölçülebilir olduğundan, farklı entalpi-sıaklık diyagramlarının karşılaştırılmasına izin vereek bir kuralın tanıtılması uygundur. Bu kuralda, referans noktasını yani entalpinin sıfır olduğu sıaklık nokta olarak sıaklığın, 98 K (5 C) seçilir ki bu sıaklıkta kararlı halde bulunan elementlerin entalpilerinin sıfırdır. Dolayısıyla, bir bileşiğin 98 K'daki entalpisi, basitçe bileşiğin, 98 K sıaklıkta bileşiğin elementlerinden oluşma ısısıdır. Örneğin, oksidasyon için rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-6

17 ve H MO( katı, 98 )ve M ( katı ) O ( gaz ) MO (katı), =98 K de H H -H H 98 MO M O ( katı, 98 ) ( katı, 98 ) ( gaz, 98 ) H O (gaz, 98) değerleri sıfır olduğu için H H ( katı, 98 ) 98 MO Sabit basınçta sıaklıkla kimyasal reaksiyonların oluşum ısılarının saklıkla değişimleri, Şekil 4.7 de bir oksidasyon reaksiyonu için gösterilen entalpi-sıaklık diyagramında olduğu gibi grafik olarak gösterilir. Şekil 4. 7(a) b (katı), b (sıvı), O (gaz) ve bo(katı) in entalpilerin sıaklıkla değişimi. b( katı ) O ( gaz ) bo( katı ) Bu sistem için geçerli termokimyasal veriler ablo 4.'de listelenmiş ve Şekil 4.7a'da grafik olarak gösterilmiştir. a, 98 K'da mol oksijen gazın ve mol b (katı) un entalpilerinin sıfır olduğu noktayı temsil eder; rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-7

18 ab, Katı kurşunun entalpisi H b (katı), değerinin K aralığında sıaklıkla değişimini temsil eder ki H b (katı), değeri aşağıdaki şekilde elde edilir. a, yarım mol oksijen gazının entalpi H b( katı ) pb( katı )d 98 H O ( gaz ) değerinin K aralığında sıaklıkla değişimini temsil eder ki H O ( gaz )değeri aşağıdaki şekilde elde edilir. H ( gaz ) O ( gaz )d po d, =98 K'da mol bo( katı)nin entalpisini temsil eder. de, 98 H bo( katı, 98 ) 9,000 J H bo(katı), değerinin K aralığında sıaklıkla değişimini temsil eder ki Şekil 4.7b de H bo(katı)değeri aşağıdaki şekilde elde edilir H bo(katı) 9,000 pbo( katı )d a, 98 K'da mol O gazın ve mol b (katı) un entalpilerinin sıfır olduğu noktayı temsil eder; f, sıaklığında mol O gazın ve mol b (katı) un entalpilerinin temsil edildiği noktadır; g, sıaklığında mol bo (katı) un entalpisinin temsil edildiği noktadır. Dolayısıyla H ( katı,98 ) H H H bo a f f g gd 98 H ( katı,98 ) bo ( gaz ) ( katı ) d H ( katı, ) ( katı )d p,o pb bo pbo rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-8

19 bo H ( katı,98 ) d H ( katı,) d bo p,o ( g ) pb( s ) pbo( s ) bo Şekil 4.7(b) b O ve bo nun entalpilerin sıaklıkla değişimi. bo H ( katı, ) H ( katı,98 ) ( g ) ( k ) d ( k )d p,o pb pbo H ( katı, ) H ( katı,98 ) bo bo pbo( k ) pb( k ) p,o ( g ) d 98 p ve böylee bo bo 98 H ( katı, ) H ( katı,98 ) d Burada p p,bo( katı ) p,b( katı ) p,o ( gaz ) dir. (ürünler ) ( girenler ) p p ablo 4. deki termo kimyasal verilerden p rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-9

20 p p ve böylee, 98 ile kurşunun erime sıaklığı ( e,b ) olan 600 K sıaklık aralığında kurşunun entalpisindeki değişim değerinde kullanılırsa, H 9, d H 9, ablo 4. b, bo ve O için termokimyasal veriler = 500 K da entalpideki değişim H500K 9, H 7,800 J olarak elde edilir ki bu da Şek. 4.b ve 4.8 de 500K görünmektedir. h, nolktası verilen mol b kurşunun erğime sıaklığı 600 K de sıvı hale gelmesi durumunda entalpisin deki değişim gösterir ki aşağıdaki şekilde hesablanır. H b( l ),600K pb( s ) d H hb Erime sıaklığı 600 K olan b nin gizli ısısına karşılık gelmektedir H 480 J ); ( m,b m,b rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-0

21 ve hi, mol b (sıvı) un entalpisinin K aralığında sıaklıkla değişimini temsil eder ' 600 ' b pb m,b pb H ( sıvı, ) ( katı )d H ( sıvı )d Şekil 4.8 b O bo reaksiyonun entalpi değişiminin sıaklıkla değişimi. Şekil 4.7b'de, ajkl, mol b ve yarım mol O (g) nin entalpilerindeki değişimleri temsil eder ve bu nedenle H ' değeri bu çevrimden hesaplanır yani. H 98K H ad H a j H jk H kl H le H eg H gd e,b a j pb p,o H ( katı ) ( gaz ) d j k 98 H b'nin erime gizli ısıs=480j ' k l pb p,o H ( sıvı ) ( gaz ) d e.b H H le ' rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-

22 ' e,b ' e,b e,b H ( eg ) pbo( katı )d ' 98 H ( katı )d ( g d ) pbo e,b e H H ( katı ) ( gaz ) d H ( sıvı ) ( gaz ) d 98K ad pb p,o b pb p,o 98 pbo 98 H ( katı )d ( katı )d ' m,b ' m,b e,b pbo H H ( katı ) ( gaz ) d H ( sıvı ) ( gaz ) d 98K pb p,o,b pb p,o 98 pbo e,b e 98 ( katı )d ( katı )d pbo ' e.b ' e,b ' e,b ' m,b H e H H ( katı ) ( gaz ) d ( sıvı ) ( gaz ) d 98K pb p,o,b pb p,o 98 e,b ( katı )d ( katı )d pbo 98 ' ' m.b m,b pbo H H ( katı ) ( katı ) ( gaz ) d H 98K pbo pb p,o,b 98 ( katı ) ( sıvı ) ( gaz ) d pbo pb p,o m.b ' e.b e H ' 9, d d Bu denklemden ' 000K sıaklığındaki entalpi değişimini H J olarak hesaplanırki bu değer Şekil 7 ve Şekil 8'de gösterilen değerlerle aynı rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-

23 değerdedir. Şekil 6.8 de K aralığında gösterilmektedir. H bo, nin sıaklıkla değişimi Eğer verilen sıaklık hem metalin hem de oksidinin erime sıaklıklarından yüksekse, toplam entalpi değişimi hesabında her ikisinin gizli erime ısısı da dikkate alınmalıdır. Örneğin, Şekil 4.9'a referans olmak üzere, bu genel bir oksidasyon için çizilir, M( katı ) O ( gaz ) MO( katı ) b d e a g f k h l Şekil 4.9 Bir kimyasal reaksiyonda faz değişikliğinin entalpi değişimine ( H )etkisi. H H H H H H H H H H 0 ab b d de ef fg gh hk kl la H H H H H H H H H H H H al la 98K ab b d de ef fg gh hk kl H 98K H ab H b H d H de H ef H fg H gh H hk H kl e,m a b pm p,o H ( katı ) ( gaz ) d 98 rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-3

24 H katı M' in erime gizli ısısı, H b e,m e,mo d pm p,o H ( sıvı ) ( gaz ) d e,m d e pm p,o H ( sıvı ) ( gaz ) d H e,mo H e f e,mo H ( sıvı )d H ( f g ) pmo sıvı MO'nun katılaşma gizli ısısı, H g h e,mo e,m H ( katı )d ( h k ) pmo e,mo 98 H ( katı )d ( k l ) pmo e,m e,mo e,mo 98 e,m H ( katı ) ( gaz ) d H ( sıvı ) ( gaz ) d 98K pm p,o em pm p,o 98 pm p,o pmo e,mo pmo pmo ( sıvı ) ( gaz ) d H ( sıvı )d H ( katı )d e,m e,mo ( katı )d e,mo e,mo 98 e,m H H ( katı ) ( gaz ) d H ( sıvı ) ( gaz ) d 98K pm p,o em pm p,o 98 pm p,o pmo e,mo pmo ( sıvı ) ( gaz ) d ( sıvı )d H ( katı )d pmo ( katı )d e,m e,mo e,m e,m e,m e,mo e,m e,mo rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-4

25 e,mo e,mo e,m 98 H H ( katı ) ( gaz ) d H ( sıvı ) ( gaz ) d 98K pm p,o em pm p,o 98 pm p,o pmo e,mo pmo pmo ( sıvı ) ( gaz ) d (katı)d H ( katı )d ( katı )d e,m e,mo e,mo e,mo e,m e,m H H ( katı ) ( katı ) ( gaz ) d 98K pmo pm p,o 98 em pmo pm p,o H (katı) ( sıvı ) ( gaz ) d e,mo pmo pm p,o H ( katı ) ( sıvı ) ( gaz ) d Reaksiyona girenlerin veya ürünlerin faz dönüşümleri göz önüne alındığında, entalpi içindeki değişikliklerin işaretlerine dikkat edilmelidir. Bu işaretler, dengede olan bir sistem dış etkiye maruz kaldığında, sistemin dış etkinin etkilerini gidereek yönde hareket ettiğini belirten Le Chatelier in ilkesi göz önüne alınarak elde edilebilir. Bu nedenle, sistem denge fazı geçiş sıaklığında yüksek sıaklık fazı ile dengede bulunan düşük sıaklıklı bir faz içeriyorsa, örneğin denge erime sıaklığında bir sıvı ile birlikte bulunan bir katı gibi, o zaman sisteme aktarılan dış etki olarak görülen ısı sistemin sıaklığını arttırması beklenilir. Bununla birlikte, sistem sabit sıaklıkta verilen ısıyı alarak endotermik bir değişime uğrar ve bu nedenle dış etkinin etkisini geçersiz kılar. Endotermik dönüşüm, katı maddelerin erimesidir. Düşük sıaklık fazından yüksek sıaklık fazına olan dönüşümleri her zaman endotermiktir ve dolayısıyla değişim nedenle, e,m e,mo e,m H için daima pozitif bir miktardır. Bu He molar erime entropisi olup bir mol sıvını entalpisi ile mol katının rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-5

26 entalpileri arasındaki farktır ve bu değer her zaman pozitiftir. Genel Denk. (4.9) denkleminin genel hali aşağıdaki gibi elde edilebilir: H k. hal için (katı) H s. hal için (sıvı) İkini denklemden birini taraf tarafa çıkartılırsa Hs H veya H s k H H k ( svı ) ( katı ) ve. durumdan. duruma integrali yapılırsa (4.0) H H d H H H (4.) Denklemler (4.0) ve (4.) Kirhhoff Yasasının ifadeleridir YAKILAR VE YANMA REAKSİYONLARI Oksijenle reaksiyona girdiğinde endüstriyel işlemler için gereken ısıyı verebilen, özellikle havanın oksijeni ile reaksiyonu kolaylıkla mümkün olan malzemelere YAKI adı verilmektedir. Genellikle yanma terimi, herhangi bir rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-6

27 maddenin oksijenle birleşmesi anlamında kullanılsa da özellikle yakıtların reaksiyonu için kullanılmaktadır. Bir yakıtın tamamen yanarak ihtiva ettiği karbonun tamamı CO e dönüşürse, bu tür yanmaya AM YANMA denir. Buna karşılık yakıtın yandıktan sonra geride bıraktığı urufta (veya külde) bir miktar karbon kalmışsa, bu tür yanmalara AM OLMAYAN YANMA adı verilmektedir. Gerekli oksijen ihtiyaının sağlanamaması gibi gerekli şartlar sağlanmadığında yakıtın yanarak CO ile birlikte bir miktar da CO vermesine YEERSİZ YANMA denilmektedir. Metalürjik işlemlerde oksijenle birleşmesi sonuu ısıveren elementleri önem sırasına göre C, H, S, Si, Mn, Al ve şeklinde sıralamak mümkündür. Bunlardan ilk ikisini teşkil eden C ve H, ısıveren en önemli elementler olup katı, sıvı ve gaz yakıtların esasını oluşturmaktadır. Karbon çoğu katı yakıtlarda elmentel halde bulunurken, sıvı ve gaz yakıtlarda bileşik halinde, hidrojen ise bazı gaz yakıtlarda elementel halde fakat pek çok yakıtta bileşik halinde (hidrokarbon) bulunmaktadır. Yakıtlar genellikle fiziksel özelliklerine göre sınıflandırılırlar. Ayrıa üretildikleri kaynaklara göre de sınıflandırılmaları mümkündür. Yakıtların sınıflandırılması ablo 4. de verilmiştir. Birt yakıtın birim miktarının standart şartlarda tamamen yanması sonuu açığa çıkan ısı miktarına kalorifik güç (ısıl eşdeğerlilik) denir. Katı ve sıvı yakıtlar da biri miktar olarak kğ ve gazlar içim m 3 dür. Kalorifik güç bir yakıtın belirli miktarının bir kalorimetre içerisinde yakılarak ortaya çıkan ısının ölçülmesiyle belirlenebilir. Eğer yakıtın bileşeni yani yüzdelik kısımları biliniyorsa rahatlıkla hesaplanabilir. Katı, sıvı veya gaz yakıtların içinde uçuu madde çok ise yakıldığı zaman alev meydana gelmektedir. Uçuu madde bulunmayan kok ve antrasit yandığı zaman alev vermezler. H ve CO gazları renksiz sayılabileek soluk mavi bir alevle yanmaktadır. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-7

28 Sınıf Katı Yakıtlar ablo 4.. Yakıtların sınıflandırılması Doğal Yakıtlar Yapay Yakıtlar (Birinil yakıtlar) (İkinil yakıtlar) Antrasit kömür Bitümlü kömür Linyit urba Odun ulverize kömür Briket kömürü Kok Odun kömürü Sıvı Yakıtlar Ham petrol Katran yağı etrol destilatları etrol artıkları Alkoller Kolloid yakıtlar Gaz Yakıtlar Doğal gaz Yüksek fırın gazı Kok fırını gazı Su gazı Linyit gazı Rafineri gazı Hava gazı Likit petrol gazı Yapısında hidrokarbonlar bulunan çoğu yakıtlar parlak sarı renkte bir alevle yanarlar. Bu sırada parçalanan hidrokarbonların verdiği karbon zerreiklerinin yanarken ışık vermeleri aleve sebep olaaktır. Alev aşırı miktarda oksijen içerdiği zaman oksitleyii bir özelliğe sahip olduğu için oksidan alev veya yükseltgen alev adını alır. ersine fazla miktarda indirgeyii element ya da bileşik ihtiva ederse redüktif alev veya indirgen alev adını almaktadır. Buna göre yakıtın insine göre veya yanma şekline bağlı olarak alev ya indirgen ya da yükseltgen olaaktır. ratikte nötr bir alev elde etmek mümkün değildir. Bir sistem çevresi ile ısı değişimi yapmadığı taktirde, böyle bir sistemde meydana gelen reaksiyon ısısı, reaksiyon ürünlerinin sıaklığını yükseltmiş olaaktır. Eğer bu reaksiyon ısı alan bir reaksiyon ise, yani ΔH pozitif işaretli rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-8

29 olursa, bu defa da reaksiyon ürünlerinin sıaklığı düşmüş olaaktır. O halde, enerjinin korunumu ilkesine dayanan termodinamiğin birini kanununa göre reaksiyon ısısı, yanma ürünlerinin değişen ısı miktarına eşittir. Bir yakıtın yanma reaksiyonu sonuunda ürünlerin sıaklığını, diğer bir ifadeyle alev sıaklığını hesaplamak mümkündür. Anak böyle bir hesaplamada yanmanın adyabatik olarak meydana geldiği kabul edilmektedir. Bulunan alev sıaklığı, uygulamada elde edilebileek en yüksek sıaklıktır. Endüstride, havanın içerisindeki azot gazının, reaksiyon sıaklığında bulunan bir ürün olarak hesap edilmesi gerekmektedir. Havaya oksijen ilavesi veya havanın ve yakıtın ön ısıtmaya tabi tutulması gibi tedbirler ile alev sıaklığının yükseleeği ifade edilebilir. Bu tür tedbirlerle en yüksek alev sıaklığının ne kadar yükseleeği hesap edilebilir. sıaklığında gerçekleşen bir reaksiyonda, oluşan alevin sıaklığını hesaplamak için kullanılan denklem, H Alev * d şeklinde olup buradaki *, sadee ürünlerin p değerlerinin toplamına eşittir. Örnek 4.. mol karbonun 600 K de havayla tam olarak yakılmasıyla elde edilen alevin sıaklığını bulunuz. ermodinamik veriler: H ,3 J/mol 0 98,CO 3 p,co ( g ) 44,6 9,04 0 J/mol K 3 p,c ( k ) 7,6 4,7 0 J/mol K 3 p,o ( g ) 9,97 4,86 0 J/mol K 3 p,n ( g ) 7,88 4,7 0 J/mol K rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-9

30 Çözüm 4. Havada % oksijen, %79 azot bulunduğu kabul edileektir. O için 79/=3,76 N gerekir. Yanma reaksiyonu: C k O g 3,76 N g CO g 3,76 N g İlk işlem 600 K deki reaksiyon ısısını bulmaktır. 600 H H d Bu reaksiyonda teşekkül enerjisi olan tek madde CO olup diğerleri elementel haldedir. Bu nedenle reaksiyonun oda sıaklığındaki reaksiyon ısısı, CO in teşekkül ısısına eşittir. Δ p değerini hesaplarken her iki tarafta da aynı miktarda azot bulunduğundan azotun Cp değerini göz önüne almak gerekmemektedir. ( g ) 3,76 ( g ) ( k ) ( g ) 3,76 ( g ),CO,N,C O,N ( g ) ( k ) ( g ),CO,C O ,6 9,04 0 7,6 4,7 0 9,97 4, ( 44,6 7,6 9,97 ) ( 9,04 4,7,86 ) 0 3,97 0, H ,3,97 0,59 0 d 98 0, H ,3,97( ) ( ) H 3945,66 J/mol 600 Alev sıaklığı hesaplamasında, ürünler bu ısıyı kullanarak ürünleri (dolayısıyla alevi de) 600 K den daha üst bir sıaklığa çıkartırlar. Bu açıdan reaksiyon ısısını alev sıaklığı hesaplamasında pozitif değerde yazmaya dikkat ediniz. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-30

31 H Alev d * H Alev d * ( g ) 3,76 ( g ) *,ürünler,co,n 44,6 9,04 0 3,76 7,88 4,7 0 * 3 3,ürünler 48,98 5, 0 * 3,ürünler Alev ,66 48,98 5, 0 d 600 5, ,66 48,98( 600 ) ( 600 ) 3, , ,95 0 Bu denklemin iki kökü olup biri pozitif diğeri negatif değerlidir. Negatif değerli olan alev sıaklığı olamayaağına göre pozitif kök, alev sıaklığıdır. 3 b 4a 48,98 4, ,95 530,0 5846,46 48,66 b 48,98 48,66 48,98 5,9 alev 664,7K 3 3 a,56 0 5, 0 Örnek 4.. Bir pota fırınında %.4 CO, %. CO ve %66.4 N den ibaret m 3 gaz yakıt 5 C de hava ile yakılmaktadır. Buna göre; a) gazın kalorifik güünü b) oluşan alevin sıaklığını bulunuz? ermodinamik veriler: H ,3 J/mol 0 98,CO rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-3

32 H 050,4 J/mol 0 98,CO 3 p,co ( g ) 44,6 9,04 0 J/mol K 3 p,co ( g ) 8,4 4, 0 J/mol K 3 p,o ( g ) 9,97 4,86 0 J/mol K 3 p,c ( k ) 7,6 4,7 0 J/mol K 3 p,n ( g ) 7,88 4,7 0 J/mol K Çözüm 4.: Yanma reaksiyonu: g CO g,88 N g CO O g,88 N g Yanma reaksiyonunun 5 C de (98 K) reaksiyon ısısı; H H ( g ) H ( g ) ,3 ( 050,4 ) 838,9 J / mol 98 98,C0 98,C0 m 3 gaz karışımında CO in mol miktarı; ( m 3 = 000 dm 3 =000 litre),4 mol 4 nco 000lt 0 mol 00,4 lt,4 Bu durumda kalorifik güç (pozitif işaretli gösterilir); Q n H 0 mol 838,9 J/mol=8389 J CO 98 Yanma reaksiyonu 98 K de gerçekleştiğine göre alev sıaklığı H * d formülüyle hesaplanaaktır. Ürünlerin ısı kapasitesi ( p ) değerleri alındığından ilk öne bu maddelerin mol miktarları bulunmalıdır. Unutulmamalıdır ki CO ile N maddesi hem gaz karışımından hem de yanma reaksiyonundan gelmektedir., mol nco 000lt 0 = 0 5 mol 00,4 lt,4 rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-3

33 66,4 mol 664 nn 000lt 0,88 = 8,8 48,44 mol 00,4 lt,4 5 mol CO nin özgül ısısı n ( g ) 5 44,6 9,04 0 * 3,CO CO,CO 66,4 35,63 0 * 3,CO 48,44 mol N nin özgül ısısı n ( g ) 48,44 7,88 4,7 0 * 3 N,N,N * 3 350,45 06,79 0,N n ( g ) n ( g ) *,ürünler CO,CO N,N 66,4 35, ,45 06,79 0 * 3 3 0,88 34,4 0 * 3 * Q d 0,88 34,40 d 34, ,88( 98 ) ( 98 ) , ,3 0,7 503,56 0,7 0, ,9 0 Bu denklemin iki kökü olup biri pozitif diğeri negatif değerlidir. Negatif değerli olan alev sıaklığı olamayaağına göre pozitif kök, alev sıaklığıdır. b 4a 0,88 4 0, , ,4 b 0, ,4 alev 56,4K a 0,7 rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-33

34 4.6 ENROİNİN SICAKLIĞA BAĞLILIĞI VE ERMODİNAMİĞİN ÜÇÜNCÜ YASASI ersinir dönüşüm yapan kapalı bir sistem için İkini Yasa; Q ds (3.8) olarak ifade edilir. Eğer tersinir dönüşüm sabit basınçta gerçekleşmişse Q ds dh d ve bu nedenle, sabit bileşimli kapalı bir sisteminin sıaklığı sabit basınçta l 'den 'ye yükseltilirse, sistemin molar entropi artışı, d S S( ; ) S( ; ) (4.) Bu entropi değişikliği, ve l limitleri arasında p /- grafiğinin altındaki alana eşittir veya eşdeğer olarak, ve l limitleri limitlerin arasındaki p -ln grafiğinin altındaki kalan alan olarak elde edilir. Genel olarak, herhangi bir sıaklığında sistemin molar entropisi, S aşağıdaki şekilde ifade edilir. d S S0 (4.3) 0 burada S 0, sistemin mutalak sıfır noktasındaki yani 0 K'deki molar entropisidir. S 0 değerinin dikkate alınması, genel ermodinamiğin Üçünü Yasası olarak adlandırılan ifadeye yol açar. 906'da Nernst, saf katılar veya saf sıvılar arasındaki kimyasal reaksiyonlarda sıaklık mutlak sıfıra yaklaşırken G ve 0 rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-34

35 H 0 olaağını ifade etti. Bir sistemin durumunda herhangi bir değişiklik meydan gelirse, örneğin, bu değişiklik sabit sıaklıktaki meydan geliyorsa sistemin Gibbs serbest ernerjisindeki değişim G H S olarak ifade edileeğinden Nernst in varsayımı, reaksiyon için, Şekil 4.0 da gösterildiği gibi, Gibbs serbest enerjisindeki değişim, G sıaklıkla değişir Şekil 4.0'daki çizginin herhangi bir sıaklıktaki eğimi, S değerine eşittir ve herhangi bir sıaklıktaki çizginin teğetinin = 0'daki ekseni ile kesişmesi, sıaklığındaki entalpi deki değişim H ye eşittir. Sıaklık sıfıra yaklaştığında, çizginin eğimi sıfıra yaklaşır ve teğet kesişimin sıaklıkla sıfıra yaklaşması, 0 ken ΔS 0 ve Δp 0 olaağı aşağıda verilen denklemin integrasyonu ile gösterilebilir. Şekil 4.0 Mutlak sıfır ivarında Gibbs serbest enerjisindeki değişimin sıaklıkla bir reaksiyon için değişimi. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-35

36 G H S S S S H S S H S Böylee sıaklık sıfıra yaklaşırken yani 0, = 0'da ( ΔS / ) p değerinin sonsuz olmama kaydıyla ( ΔG / ) ve ( ΔH / ) p değerleri ve dolayısıyla ΔS ve Δp değerleri sıfıra yaklaşır. Nernst in ısı teoremi yoğun maddelerde oluşan bütün reaksiyonlar için mutlak sıfırda ΔS'nin sıfır olduğunu ifade eder. Böylee genel reaksiyon için A B AB Mutlak sıfırda ΔS = S AB -S A -S B = 0 ve = 0'da S A ve S B değerleri sıfır olaağından, =0 K'de AB bileşiğinin entropisi de sıfır olur. Ayrıa. lank herhangi bir homojen madde kendi içerisinde tamamen iç dengede olaağından mutlak sıfırda bulunan homojen maddenin entropisinin sıfır olabileeğini ifade ederek Nernst teoreminin eksikliğini vurgulamıştır. Homojen maddenin tamamen iç dengede olması gerekliliği aşağıdaki şekilde gösterilebilir.. Camlar, amorf yani kristal yapısı olmayan katılar olup düzensiz halde bulunan sıvı atomlarının aşırı soğutularak yani ani soğutulup dondurulmasıyla elde edilen katı maddelerdir. Camları oluşturan maddeler, sıvı halde genellikle karmaşık atomik, iyonik veya moleküler yapılara sahiptir ve kristal yapılar, kristalli durumun periyodik yapısını karakterize etmek için kapsamlı bir şekilde atomik olarak yeniden bir yapılanma gerektirir. Cam oluşturuu maddenin, donma sıaklığında gerekli duyulan atomik düzenli yapıyı oluşturma durumunun olmadığı sıvı durumunda, soğutulan sıvı basitçe daha fazla viskoz hale gelir ve rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-36

37 sonunda katı bir am oluşturur. Eğer katı am kristalleşirse, entalpi, iç enerji ve entropi değerleri azalaak ve entalpi ve entropi değerlerinde deki düşüşler sırasıyla, amlaşma (katılaşma) sıaklığındaki katılaşma gizli ısı ve entropisi olaaktır. Denge donma sıaklığının altındaki sıaklıklarda, amsı yapı, kristal yapıya göre yarı kararlı durumdadır ve iç dengede durumu oluşmamış bir amsı yapı, 0 K'de, atomik düzensizliğine bağlı olarak büyüklüğü sıfırdan farklı olan bir entropiye sahiptir.. Çözelti atom, iyon veya moleküllerin bir karışımıdır ve karışımdan dolayı toplam entropiy de bir değişim olur [bkz. Eşd. (4.8)]. Bu değişim, karışm entropisi olarak adlandırılır ve çözeltiyi oluşturan parçaıların düzensizliklerinin bir dereesidir. Karışımın atomik rasgeleliği karışımın düzensizlik dereesini belirler, örneğin eşit oranda A ve B atomlarından oluşan bir karışımda, tam eşleşme, her bir A atomu bir B atomuyla eşleşmesi veya her bir B atomu bir A atomuyla eşleşmesiyle meyana gelir. Böyle bir çözeltide tam düzensizlik (rasgelelik), ortalama olarak her bir atomun komşu atomlarının yüzde 50'sinin A atomlarında ve yüzde 50'sinin B atomlarından oluşması durumunda ortaya çıkar. Bu iki uç örnekte düzenlilik dereeleri ilkinde bir ve ikinisinde sıfırdır. Denge düzenlilik dereesi sıaklığa bağlıdır ve sıaklığın azalmasıyla artar. Bununla birlikte, denge düzenlilik dereesinin korunması, parçaıkların çözeltideki parçaıkların konumlarını değiştirebilme yeteneklerine yani atomik hareketliliklerine bağlıdır ve sıaklığın azalmasıyla atomik hareketlilik sıaklıkla üssel olarak azalaağından, iç dengenin sağlanması pek mümkün olmayaaktır. Sonuç olarak, katı çözelti içerisine bir dengesizlik dereesi oluşaaktır ki bu düzensizlik katı çözeltinin entropisinin mutlak sıfır noktasında sıfır olmayaağını ifade eder. 3. Kimyasal olarak saf elementler bile izotopların karışımlarıdır ve izotoplar arasındaki kimyasal benzerlik nedeniyle, izotopların tamamen rasgele rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-37

38 karıştırılmasının gerçekleşmesi beklenir. Böylee karışımdan kaynaklanan bir entropi değişimi oluşur ve sonuç olarak, entropi değişimi mutlak sıfır noktasında sıfır olmaz. Örneğin, 0 K'deki bir katı klor çözeltisi, Cl 35 -Cl 35, Cl 35 -Cl 37 ve Cl 37 - Cl 37 aynı veya farklı izotoplu moleküllerinin bir karışımından meydana gelir. Dolayısıyla dağılım entropisi oluşmaktadır. Böyle olmasına rağmen, tek bir elementten oluşan bir madde de dağılım entropisi genellikle ihmal edilir. 4. Herhangi bir sıaklıkta, kristal yapıya sahip saf bir katı, kristal içinde rasgele konumlandırılmaları nedeniyle, bir kimyasal maddede karışımın entropisi ile aynı olan bir dağılım entropisine yol açan boş örgü bölgeleri içerdiğinden bir denge düzen dereesine sahiptir. Hem denge boşluğu sayısı hem de kristal içindeki atomların difüzifite özellikleri sıaklığa bağlı olduklarından sıaklık azaldıkça üssel olarak azalırlar ve atomların kristalin serbest yüzeylerine difüze etmesiyle boşluklar doldurulur fakat kristal içerisinde yeniden boşluk oluşaağından boşluk içeren katıların entropileri mutlak sıfırda sıfır olamayaaktır. Kristal yapıdaki moleküllerin rastgele kristalografik yönelimleri ayrıa mutlak sıfır noktasında kristalin entropinin sıfırdan farklı olmasına sebep olabilir. Böyle bir duruma katı CO'in yapısı örnek verilebilir. Eşit sayıda molekül zıt yönlerde yönlendirilirse ve iki tür yönelime rasgele yönelen moleküllerin bir karışım oluşturduğu düşünülürse böyle bir karışımın entropisi maksimum değerine sahip olaaktır. (4.8) denkleminden karışımın molar dağılım entropisi, N O 'nun Avogadro sayısı yani N 0 = mertebesinde olmalıdır. Böylee, Stirling in yaklaşımını kullanarak, rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-38

39 S onf N0! k ln N0 N! k N0lnN 0! N N - ln 0 0 Sonf 0 S S 3 onf k onf S onf 5.76 J mole K Bu değerin ölçülen 4. J/mol K değerle karşılaştırılması, gerçek moleküllerin yönelimlerin tamamen rastgele olmadığını gösterir. Yukarıdaki düşüneler ışığında, ermodinamiğin Üçünü Yasası'nın ifadesine homojen fazın iç dengede olduğunun ilave edilmesini gerektirir. 4.7 ÜÇÜNCÜ YASININ DENEYSEL AYİNİ Üçünü Kanun, bir elementin aşağıda verilen bir dönüşümü göz önüne alınarak doğrulanabilir. bura da ve elementin allotropları dır yani farklı fazlarıdır. Şekil 4.'de geçiş sıaklığı atmosferik basınçta ve fazlarının birbirleriyle dengede olduğu sıaklıktır. Şekil 4.'de gösterilen çevrim için S V SI SII SIII Üçünü Yasa gereği 0 olup, S II Burada S I S III S V rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-39

40 S I trans 0 d Şekil 4. ermodinamiğin Üçünü Yasasının deneysel doğrulaması için kullanılan çevrim. H trans SII (deneysel entropi değişimi) trans S S S III II II 0 trans d trans trans trans 0 trans 0 d 0 d d 0 d trans d S (Üçünü Yasa gereği entropi değişimi) II S II 0 değeri deneysel entropi değişimi ve S değeri ise üçünü yasa I S III gereği entropi değişimi olup üçünü yasaya göre bunalar birbirine eşit olmalıdır. Şekil 4.'de gösterilen çevrim, K'nın üzerinde kararlı monoklinik ile K'nın denge dönüşümü sıaklığında 400 J/mol'lük molar bir dönüşüm ısısı rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-40

41 sahip ve K'nin altındaki sıaklıklarda karalı ortorombik faz da bulunan kükürt ün durumlarını gösteren bir çerimdir. Monoklinik kükürt kısmen kolaylıkla soğutulabildiğinden, her iki fazın özgül ısılarının sıaklıkla değişimi K'nin altındaki sıaklıklara kadar deneysel olarak ölçülmüştür. Ölçülmüş özgül ısı değerleri kullanılarak S I d r hombi J / K Htrans 400J SII.09J / K (Deneysel entropi değişimi) 368.5K ve S III 0 trans trans d d monolini monolini 37.8J / K 0 Böylee ermodinamiğn 3. Kanundan hesaplana S II J / K değerin Denyesle ölçülen S II.09J / K değerine çok yakın olduğu görülür. Deneysel ölçülen ve Üçünü Yasa dan hesaplanan entropi değişimleri arasındaki fark, deneysel hatadan daha az olduğu için, eşitlik Üçünü yasanın deneysel doğrulaması olarak kabul edilir. S 0 'ı sıfır olarak almak, herhangi bir maddenin her hangi bir sıaklıktaki entropisinin mutlak değerinin aşağıdaki gibi belirlenmesini sağlar. S 0 ve tablo halinde verilen 98 K deki molar entropilerin elde edilişi aşağıda gösterildiği gibi integralden hesaplanmıştır. d S d rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-4

42 Çeşitli elementlerin ve bileşiklerin molar entroplarının sıaklıkla değişimleri, Şekil 4.'de gösterilmektedir. Formda ifade edilen Katının sabit basınçlı molar ısı kapasitesinin sıaklığa bağlılığı aşağıdaki şekilde verilmiştir. ( s ) a b katının her hangi sıaklığında molar entropisi: S S d S S a b 3 d S S98 a ln( ) b( - 98) olarak elde edilir. Erime sıaklığı olan m sıaklığından büyük sıaklıklarda sıvını entropisi m d S S98 ( s ) S 98 m m ( l ) d S S 98 m 98 ( s ) d H m m m olarak hesaplanır. Burada değeri H m / m oranından elde edilir. Sm ( l ) d 897'de Rihards metallerin erime entropilerinin erime sıaklıkları ile değişim grafiğinde elde edilen doğrunun eğimi ile aynı olması gerektiğini ifade etti. Şekil 4.3, erime sıaklıkları 3000 K'nın altında olan adet yüzey merkezli kübik metallerin (açık daireler) ve 7 adet isim merkezli kübik metallerin (kapalı halkalar) molar erime entalplerinin erime sıaklıklarıyla değişim grafiğidir. En küçük kareler yöntemi kullanılarak yüzey merkezli kübik metallerin molar erime entalpilerinin ergime sıaklığına bağlılığı ΔH m J/K rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL m IV-4

43 Şekil 4. Çeşitli elementlerin ve bileşiklerin molar entropilerinin sıaklıkla değişimi. Şekil 4.3 Rihard kuralının bir gösterimi. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-43

44 ve isim merkezli kübik metallerin molar erime entalpilerinin ergime sıaklığına bağlılığı ise, ΔH m 8.5 m 0.9 J/K olarak ifade edildi. Doğruların eğiminden, yüzey merkezli kübik (FCC) metallerin molar erime entropisinin yaklaşık olarak 9.6 J / K ve isim merkezli kübik (BCC) metallerin molar erime entropilerinin ise yaklaşık 8.6 J / K olduğunu elde edilir. Şekil 4.3 den de görüleeği gibi BCC metalleri için ölçülen deneysel verilerin FCC metaller için elde edilen deneysel veriler göre çok daha fazladır. Bu deneysel gözlem Rihards kuralı olarak bilinir ki bu kurala göre, sıvı durumunda bulunan atom veya moleküllerin düzensizlik dereesi ile hem FCC hem de BCC kristal yapılar da bulunan atom veya moleküllerin düzensizlik dereeleri arasındaki farkın yaklaşık olarak aynı olduğunu ifade etmektedir. routon un kuralı, bir sıvı metalin molar kaynama entropisinin yaklaşık olarak 88 J / K olaağını ifade eder. Şekil 4.4, kaynama sıaklığı, b 'nin, kaynama sıaklıkları 4000 K'nin altındaki 9 adet sıvı metallerin molar buharlaşma entropilerinin buharlaşma sıaklığı ile değişim grafiğini göstermektedir. Şekil 4.4 routon kuralının bir grafiksel gösterimi. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-44

45 En küçük kareler yöntemi doğrusal çizgiye uygulanılırsa sıvı metallerin molar buharlaşma entalpilerinin buharlaşma sıaklığına bağlılıkları ΔH b b 43 J/K olarak elde edilir. Bununla birlikte, kesik çizgi olarak gösterilen, 00 K'nin altındaki kaynama sıaklıklarına sahip 3 metal için elde edilen verilere en küçük kareler yöntemi uygulandığı zaman sıvı metallerin molar buharlaşma entalpilerinin buharlaşma sıaklığına bağlılıkları ΔH b 87 b 0.4 J/K olarak elde edilir ki bu metallerin molara entropi değişiminin yaklaşık olarak 87 J / K olduğunu gösterir. Şekil 4.7'de gösterilen entalpinin-sıaklıkla değişimi diyagramına karşılık gelen reaksiyon için entropisinin sıaklıkla değişimi grafiği Şekil 4.5 de gösterilmiştir. Şekil 4.5 Katı b, sıvı b, katı bo ile O gazı nın entropilerinin sıaklıkla değişimleri ve b( katı ) O ( gaz ) bo( katı ) reaksiyonun entropisindeki değişim. rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-45

46 b( katı ) O ( gaz ) bo( katı ) Katı b ve bo'nun molar entropilerinin büyüklük olarak birbirlerine yakın olmasından dolayı, reaksiyon entropsini değişim ΔS S, b0( katı ) S,b( katı ) S, O ( gaz ) olarak ifade edilir ki bu değer S, O ( gaz ) nin entropi değerine yakın bir değerdir. Örneğin 98 K sıaklıkdaki bir reaksiyon için ΔS98 S 98, b0( katı ) S 98,b(katı) S 98,O ( gaz ) ΔS ΔS J/K Elde edilir ki bu değer, yarım mol oksijen gazının kaybolmasından kaynaklanan entropideki azalma miktarına yakın bir değerdir. Bu yaklaşım genel olarak geçerlidir; yani bir gazın bir katı ile reaksiyona girerek başka bir katı faz oluşturması durumunda entropideki değişim, reaksiyona giren gazın entropisindeki değişime eşittir. 4.8 BASINCIN ENALİ VE ENROİYE EKİSİ Sabit sıaklıkta sabit bileşenli kapalı bir sistemin basınının değişken olma durumunda entalpisindeki değişim, Entalideki değişim yerine yazılırsa H dh d dh ds Vd olduğundan bu ifadenin yukarıdaki ifade de rof. Dr. Nemettin MARAŞLI, Yıldız eknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği-İSANBUL IV-46

3.BÖLÜM: TERMODİNAMİĞİN I. YASASI

3.BÖLÜM: TERMODİNAMİĞİN I. YASASI 3.BÖLÜM: TERMODİNAMİĞİN I. YASASI S (k) + O SO + ısı Reaksiyon sonucunda sistemden ortama verilen ısı, sistemin iç enerjisinin bir kısmının ısı enerjisine dönüşmesi sonucunda ortaya çıkmıştır. Enerji sistemden

Detaylı

BÖLÜM 19 KİMYASAL TERMODİNAMİK ENTROPİ VE SERBEST ENERJİ Öğrenme Hedefleri ve Anahtar Kavramlar: Kendiliğinden, tersinir, tersinmez ve izotermal

BÖLÜM 19 KİMYASAL TERMODİNAMİK ENTROPİ VE SERBEST ENERJİ Öğrenme Hedefleri ve Anahtar Kavramlar: Kendiliğinden, tersinir, tersinmez ve izotermal BÖLÜM 19 KİMYASAL TERMODİNAMİK ENTROPİ VE SERBEST ENERJİ Öğrenme Hedefleri ve Anahtar Kavramlar: Kendiliğinden, tersinir, tersinmez ve izotermal tepkime kavramlarının anlaşılması Termodinamiğin II. yasasının

Detaylı

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar.

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar. Kinetik ve Potansiyel Enerji Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar. Işıma veya Güneş Enerjisi Isı Enerjisi Kimyasal Enerji Nükleer Enerji

Detaylı

ΔH bir sistem ile çevresi arasındaki ısı transferiyle alakalı. Bir reaksiyonun ΔH ını hesaplayabiliyoruz. Hess yasası,

ΔH bir sistem ile çevresi arasındaki ısı transferiyle alakalı. Bir reaksiyonun ΔH ını hesaplayabiliyoruz. Hess yasası, TERMOKİMYA Termodinamiğin 1. kuralı, iç enerjinin (U) nasıl değiştiğiyle alakalı U U çevre U evren ΔU değişimleri ΔH ile alakalı U PV H ΔH bir ile çevresi arasındaki ısı transferiyle alakalı (@ sabit P)

Detaylı

Kendiliğinden Oluşan Olaylar ISTEMLI DEĞIŞIM: ENTROPI VE SERBEST ENERJI. Entropi. Şelale her zaman aşağı akar, yukarı aktığı görülmemiştir.

Kendiliğinden Oluşan Olaylar ISTEMLI DEĞIŞIM: ENTROPI VE SERBEST ENERJI. Entropi. Şelale her zaman aşağı akar, yukarı aktığı görülmemiştir. Şelale her zaman aşağı akar, yukarı aktığı görülmemiştir. ISTEMLI DEĞIŞIM: ENTROPI VE SERBEST ENERJI Bir fincan çay içerisine atılan bir küp şeker çözünür ama hiçbir zaman çözünmüş şeker çayın içinde kendiliğinden

Detaylı

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ 1 Amaçlar Özellikle otomobil motoru ve kompresör gibi pistonlu makinelerde yaygın olarak karşılaşılan hareketli sınır işi veya PdV işi olmak üzere değişik iş biçimlerinin

Detaylı

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi Bölüm 7 ENTROPİ 1 Amaçlar Termodinamiğin ikinci kanununu hal değişimlerine uygulamak. İkinci yasa verimini ölçmek için entropi olarak adlandırılan özelliği tanımlamak. Entropinin artış ilkesinin ne olduğunu

Detaylı

STOKİYOMETRİ. Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkisi

STOKİYOMETRİ. Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkisi STOKİYOMETRİ Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkisi Sülfür oksijen içerisinde yanarak kükürt dioksit oluşturur. Modeller elementel sülfürü (S8), oksijeni ve kükürt dioksit moleküllerini göstermektedir. Her

Detaylı

Sıcaklık (Temperature):

Sıcaklık (Temperature): Sıcaklık (Temperature): Sıcaklık tanım olarak bir maddenin yapısındaki molekül veya atomların ortalama kinetik enerjilerinin ölçüm değeridir. Sıcaklık t veya T ile gösterilir. Termometre kullanılarak ölçülür.

Detaylı

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ 1 Amaçlar Amaçlar Saf madde kavramının tanıtılması Faz değişimi işleminin fizik ilkelerinin incelenmesi Saf maddenin P-v-T yüzeylerinin ve P-v, T-v ve P-T özelik diyagramlarının

Detaylı

TERMODİNAMİĞİN ÜÇÜNCÜ YASASI

TERMODİNAMİĞİN ÜÇÜNCÜ YASASI Termodinamiğin Üçüncü Yasası: Mutlak Entropi Yalnızca entropi değişiminin hesaplanmasında kullanılan termodinamiğin ikinci yasasının ds = q tr /T şeklindeki matematiksel tanımından entropinin mutlak değerine

Detaylı

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır.

Nötr (yüksüz) bir için, çekirdekte kaç proton varsa çekirdeğin etrafındaki yörüngelerde de o kadar elektron dolaşır. ATOM ve YAPISI Elementin özelliğini taşıyan en küçük parçasına denir. Atom Numarası Bir elementin unda bulunan proton sayısıdır. Protonlar (+) yüklü olduklarından pozitif yük sayısı ya da çekirdek yükü

Detaylı

hesaplama (Ders #16 dan devam) II. İstemli değişim ve serbest enerji III. Entropi IV. Oluşum serbest enerjisi

hesaplama (Ders #16 dan devam) II. İstemli değişim ve serbest enerji III. Entropi IV. Oluşum serbest enerjisi 5.111 Ders Özeti #17 Bugün için okuma: Bölüm 7.1 İstemli değişme, Bölümler 7.2 ve 7.8 -Entropi, Bölümler 7.12, 7.13, ve 7.15 Serbest Enerji. Ders #18 için okuma: Bölüm 7.16 Biyolojik Sistemlerde Serbest-Enerji

Detaylı

!" #$%&'! ( ')! *+*,(* *' *, -*.*. /0 1, -*.*

! #$%&'! ( ')! *+*,(* *' *, -*.*. /0 1, -*.* 2. BÖLÜM SAF MADDELERİN ERMODİNAMİK ÖZELLİKLERİ Saf madde Saf madde, her noktasında aynı e değişmeyen bir kimyasal bileşime sahip olan maddeye denir. Saf maddenin sadece bir tek kimyasal element eya bileşimden

Detaylı

Magnetic Materials. 7. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan.

Magnetic Materials. 7. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan. Magnetic Materials 7. Ders: Ferromanyetizma Numan Akdoğan akdogan@gyte.edu.tr Gebze Institute of Technology Department of Physics Nanomagnetism and Spintronic Research Center (NASAM) Moleküler Alan Teorisinin

Detaylı

Kimya ve Enerji. 1. Sistem ve Çevre. 2. Isı, Mekanik İş ve İç Enerji. YKS Fasikülleri. Yakup Demir. a. Sistemlerin

Kimya ve Enerji. 1. Sistem ve Çevre. 2. Isı, Mekanik İş ve İç Enerji. YKS Fasikülleri. Yakup Demir. a. Sistemlerin Bu notlara Youtube dan Kimya Elbistan kanalında ilgili videolarının açıklamalar kısmında ki linkten ücretsiz bir şekilde ulaşabilirsiniz. Fiziksel ve kimyasal değişimlerde meydana gelen ısı değişimini

Detaylı

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu 4.Kimyasal Bağlar Kimyasal Bağlar Aynı ya da farklı cins atomları bir arada tutan kuvvetlere kimyasal bağlar denir. Pek çok madde farklı element atomlarının birleşmesiyle meydana gelmiştir. İyonik bağ

Detaylı

4.BÖLÜM: ENTROPİ 1.İSTEMLİ VE İSTEMSİZ DEĞİŞMELER

4.BÖLÜM: ENTROPİ 1.İSTEMLİ VE İSTEMSİZ DEĞİŞMELER 4.BÖLÜM: ENROPİ 1.İSEMLİ VE İSEMSİZ DEĞİŞMELER Doğal bir olayın termodinamikteki anlamı istemli değişmedir. İSEMLİ DEĞİŞMELER, bir dış etki tarafından yönlendirmeye ihtiyaç olmaksızın kendiliğinden meydana

Detaylı

1 mol = 6, tane tanecik. Maddelerde tanecik olarak atom, molekül ve iyonlar olduğunda dolayı mol ü aşağıdaki şekillerde tanımlamak mümkündür.

1 mol = 6, tane tanecik. Maddelerde tanecik olarak atom, molekül ve iyonlar olduğunda dolayı mol ü aşağıdaki şekillerde tanımlamak mümkündür. 1 GENEL KİMYA Mol Kavramı 1 Mol Kavramı Günlük hayatta kolaylık olsun diye, çok küçük taneli olan maddeler tane yerine birimlerle ifade edilir. Örneğin pirinç alınırken iki milyon tane pirinç yerine ~

Detaylı

Bölüm 15 Kimyasal Denge. Denge Kavramı

Bölüm 15 Kimyasal Denge. Denge Kavramı Öğrenme hedefleri ve temel beceriler: Bölüm 15 Kimyasal Denge Kimyasal denge ile ne kastedildiğini anlamak ve reaksiyon oranları ile nasıl ilgili olduğunu inceler Herhangi bir reaksiyon için denge sabiti

Detaylı

Kristalizasyon Kinetiği

Kristalizasyon Kinetiği Kristalizasyon Kinetiği İçerik Amorf malzemeler amorf kristal Belirli bir kristal yapısı yoktur Atomlar rastgele dizilir Belirli bir kristal yapısı vardır Atomlar belirli bir düzende dizilir camlar amorf

Detaylı

7. Bölüm: Termokimya

7. Bölüm: Termokimya 7. Bölüm: Termokimya Termokimya: Fiziksel ve kimyasal değişimler sürecindeki enerji (ısı ve iş) değişimlerini inceler. sistem + çevre evren Enerji: İş yapabilme kapasitesi. İş(w): Bir kuvvetin bir cismi

Detaylı

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ Bileşikler : Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur). Bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı kimyasal özelliklere

Detaylı

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

Bölüm 3 - Kristal Yapılar Bölüm 3 - Kristal Yapılar Katı malzemeler, atomların veya iyonların oluşturdukları düzene göre sınıflandırılır. Kristal malzemede uzun-aralıkta atomsal ölçekte tekrarlayan bir düzen mevcuttur. Katılaşma

Detaylı

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş Mühendislik Mekaniği Statik Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş Bölüm 10 Eylemsizlik Momentleri Kaynak: Mühendislik Mekaniği: Statik, R. C.Hibbeler, S. C. Fan, Çevirenler: A. Soyuçok, Ö. Soyuçok. 10. Eylemsizlik Momentleri

Detaylı

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır. FAZ DİYAGRAMLARI Malzeme özellikleri görmüş oldukları termomekanik işlemlerin sonucunda oluşan içyapılarına bağlıdır. Faz diyagramları mühendislerin içyapı değişikliği için uygulayacakları ısıl işlemin

Detaylı

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi

Termodinamik. Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi. Bölüm 4: Kapalı Sistemlerin Enerji Analizi Termodinamik Öğretim Görevlisi Prof. Dr. Lütfullah Kuddusi 1 Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ 2 Amaçlar Özellikle otomobil motoru ve kompresör gibi pistonlu makinelerde yaygın olarak karşılaşılan

Detaylı

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri :

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri : Bileşikler : Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı kimyasal özelliklere sahip milyonlarca yani

Detaylı

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı kimyasal özelliklere sahip milyonlarca yani madde yani bileşik

Detaylı

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM ATOMUN YAPISI Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sa-hiptir. Atomda bulunan yükler; negatif

Detaylı

Faz ( denge) diyagramları

Faz ( denge) diyagramları Faz ( denge) diyagramları İki elementin birbirleriyle karıştırılması sonucunda, toplam iç enerji mimimum olacak şekilde yeni atom düzenleri meydana gelir. Fazlar, İç enerjinin minimum olmasını sağlayacak

Detaylı

Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası

Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası Termal Genleşme İdeal Gazlar Isı Termodinamiğin 1. Yasası Entropi ve Termodinamiğin 2. Yasası Sıcaklık, bir gaz molekülünün kütle merkezi hareketinin ortalama kinetic enerjisinin bir ölçüsüdür. Sıcaklık,

Detaylı

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar 1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar TERMODİNAMİK VE ISI TRANSFERİ Isı: Sıcaklık farkının bir sonucu olarak bir sistemden diğerine transfer edilebilen bir enerji türüdür. Termodinamik: Bir sistem bir denge

Detaylı

TERMODİNAMİĞİN TEMEL EŞİTLİKLERİ

TERMODİNAMİĞİN TEMEL EŞİTLİKLERİ Serbest İç Enerji (Helmholtz Enerjisi) Ve Serbest Entalpi (Gibbs Enerjisi) Fonksiyonları İç enerji ve entalpi fonksiyonları yalnızca termodinamiğin birinci yasasından tanımlanır. Entropi fonksiyonu yalnızca

Detaylı

MOL KAVRAMI I. ÖRNEK 2

MOL KAVRAMI I.  ÖRNEK 2 MOL KAVRAMI I Maddelerin taneciklerden oluştuğunu biliyoruz. Bu taneciklere atom, molekül ya da iyon denir. Atom : Kimyasal yöntemlerle daha basit taneciklere ayrılmayan ve elementlerin yapıtaşı olan taneciklere

Detaylı

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI MADDENİN SINIFLANDIRILMASI MADDE Saf madde Karışımlar Element Bileşik Homojen Karışımlar Heterojen Karışımlar ELEMENT Tek cins atomlardan oluşmuş saf maddeye element denir. ELEMENTLERİN ÖZELLİKLERİ Elementler

Detaylı

ELLINGHAM DİYAGRAMLARI

ELLINGHAM DİYAGRAMLARI 7 ELLINGHAM DİYAGRAMLARI 7.1. Giriş Ellingham, 1944 yılında oksitli bileşenlerin sıcaklığa karşı oluşum standart serbest enerji değişimlerini gösteren grafiği çizen ilk kişidir. Daha sonraları aynı diyagram

Detaylı

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe İmal Usulleri DÖKÜM Katılaşma Döküm yoluyla üretimde metal malzemelerin kullanım özellikleri, katılaşma aşamasında oluşan iç yap ile belirlenir. Dolaysıyla malzeme özelliklerinin kontrol edilebilmesi

Detaylı

Genel Kimya Prensipleri ve Modern Uygulamaları Petrucci Harwood Herring 8. Baskı. Bölüm 4: Kimyasal Tepkimeler

Genel Kimya Prensipleri ve Modern Uygulamaları Petrucci Harwood Herring 8. Baskı. Bölüm 4: Kimyasal Tepkimeler Genel Kimya Prensipleri ve Modern Uygulamaları Petrucci Harwood Herring 8. Baskı Bölüm 4: Kimyasal Tepkimeler İçindekiler 4-1 Kimyasal Tepkimeler ve Kimyasal Eşitlikler 4-2 Kimyasal Eşitlik ve Stokiyometri

Detaylı

İstatistiksel Mekanik I

İstatistiksel Mekanik I MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu 8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği 2007 Güz Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Şartları hakkında bilgi almak için

Detaylı

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları 1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları Sol üstte yüzey seftleştirme işlemi uygulanmış bir çelik

Detaylı

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 ATOMİK YAPI Atom, birkaç türü birleştiğinde çeşitli molekülleri, bir tek türü ise bir kimyasal öğeyi oluşturan parçacıktır. Atom, elementlerin özelliklerini taşıyan en küçük yapı birimi olup çekirdekteki

Detaylı

Burada a, b, c ve d katsayılar olup genelde birer tamsayıdır. Benzer şekilde 25 o C de hidrojen ve oksijen gazlarından suyun oluşumu; H 2 O (s)

Burada a, b, c ve d katsayılar olup genelde birer tamsayıdır. Benzer şekilde 25 o C de hidrojen ve oksijen gazlarından suyun oluşumu; H 2 O (s) 1 Kimyasal Tepkimeler Kimyasal olaylar elementlerin birbirleriyle etkileşip elektron alışverişi yapmaları sonucu oluşan olaylardır. Bu olaylar neticesinde bir bileşikteki atomların sayısı, dizilişi, bağ

Detaylı

MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu. 5.62 Fizikokimya II. 2008 Bahar

MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu. 5.62 Fizikokimya II. 2008 Bahar MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu 5.62 Fizikokimya II 2008 Bahar Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Şartları hakkında bilgi almak için http://ocw.mit.edu/terms ve http://tuba.acikders.org.tr

Detaylı

Termodinamik İdeal Gazlar Isı ve Termodinamiğin 1. Yasası

Termodinamik İdeal Gazlar Isı ve Termodinamiğin 1. Yasası İdeal Gazlar Isı ve Termodinamiğin 1. Yasası İdeal Gazlar P basıncında, V hacmindeki bir kaba konulan kütlesi m ve sıcaklığı T olan bir gazın özellikleri ele alınacaktır. Bu kavramların birbirleriyle nasıl

Detaylı

Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları

Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları 1. Giriş Bir cisim bağ kuvvetleri etkisi altında en düşük enerjili denge konumunda bulunan atomlar grubundan oluşur. Koşullar değişirse enerji içeriği değişir,

Detaylı

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 ATOMİK YAPI Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 Elektron Kütlesi 9,11x10-31 kg Proton Kütlesi Nötron Kütlesi 1,67x10-27 kg Bir kimyasal elementin atom numarası (Z) çekirdeğindeki

Detaylı

FARMASÖTİK TEKNOLOJİ I «ÇÖZELTİLER»

FARMASÖTİK TEKNOLOJİ I «ÇÖZELTİLER» FARMASÖTİK TEKNOLOJİ I «ÇÖZELTİLER» Uygun bir çözücü içerisinde bir ya da birden fazla maddenin çözündüğü veya moleküler düzeyde disperse olduğu tektür (homojen: her tarafta aynı oranda çözünmüş veya dağılmış

Detaylı

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ AY EKİM 06-07 EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI. SINIF VE MEZUN GRUP KİMYA HAFTA DERS SAATİ. Kimya nedir?. Kimya ne işe yarar?. Kimyanın sembolik dili Element-sembol Bileşik-formül. Güvenliğimiz ve Kimya KONU ADI

Detaylı

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca KİMYASAL REAKSİYONLARDA ENERJİ. kimyaci_glcn_hoca

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca KİMYASAL REAKSİYONLARDA ENERJİ. kimyaci_glcn_hoca KİMYASAL REAKSİYONLARDA ENERJİ KİMYASAL REAKSİYONLARDA ENERJİ Ekzotermik (Isı Veren) Tepkimeler Bir kimyasal reaksiyonda ürünlerin potansiyel enerjileri toplamının girenlerin potansiyel enerjileri toplamından

Detaylı

TY T Temel Yeterlilik Testi

TY T Temel Yeterlilik Testi Ortaöğretim lanı MF - 01 TY T Temel Yeterlilik Testi Kimya Ders Föyü Mol Mol: Maddeyi oluşturan tanecikleri saymayı kolaylaştıran bir paketleme sistemidir. 1. 3 S atomu için verilen; I. 1 mol S atomu 3

Detaylı

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ

Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ Bölüm 4 KAPALI SİSTEMLERİN ENERJİ ANALİZİ http://public.cumhuriyet.edu.tr/alipinarbasi/ 1 Prof. Dr. Ali PINARBAŞI Amaçlar Özellikle otomobil motoru ve kompresör gibi pistonlu makinelerde yaygın olarak

Detaylı

KİMYASAL BAĞLAR İYONİK BAĞ KOVALANT BAĞ POLAR KOVALENT BAĞ APOLAR KOVALENT BAĞ

KİMYASAL BAĞLAR İYONİK BAĞ KOVALANT BAĞ POLAR KOVALENT BAĞ APOLAR KOVALENT BAĞ KİMYASAL BAĞLAR İYONİK BAĞ KOVALANT BAĞ POLAR KOVALENT BAĞ APOLAR KOVALENT BAĞ Atomlar bağ yaparken, elektron dizilişlerini soy gazlara benzetmeye çalışırlar. Bir atomun yapabileceği bağ sayısı, sahip

Detaylı

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ 7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri Çalışma Yaprağı Konu Anlatımı-Değerlendirme çalışma Yaprağı- Çözümlü

Detaylı

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme DİFÜZYON 1 Katı içerisindeki atomların hareketi yüksek konsantrasyon bölgelerinden düşük konsantrasyon bölgelerine doğrudur. Kayma olayından farklıdır. Kaymada hareketli atom düzlemlerindeki bütün atomlar

Detaylı

Maddeye dışarıdan ısı verilir yada alınırsa maddenin sıcaklığı değişir. Dışarıdan ısı alan maddenin Kinetik Enerjisi dolayısıyla taneciklerinin

Maddeye dışarıdan ısı verilir yada alınırsa maddenin sıcaklığı değişir. Dışarıdan ısı alan maddenin Kinetik Enerjisi dolayısıyla taneciklerinin Maddeye dışarıdan ısı verilir yada alınırsa maddenin sıcaklığı değişir. Dışarıdan ısı alan maddenin Kinetik Enerjisi dolayısıyla taneciklerinin titreşim hızı artar. Tanecikleri bir arada tutan kuvvetler

Detaylı

Konular: I. Değerlik bağı teorisi ve melezleģme (Ders #15 den devam) Karmaşık moleküllerde melezleşme tayini

Konular: I. Değerlik bağı teorisi ve melezleģme (Ders #15 den devam) Karmaşık moleküllerde melezleşme tayini 5.111 Ders Özeti #16 Bugün için okuma: Bölümler 6.13, 6.15, 6.16, 6.17, 6.18, ve 6.20 (3. Baskıda Bölümler 6.14, 6.16, 6.17, 6.18, 6.19 ve 6.21) Kimyasal Değişim Entalpisi. Ders #17 için okuma: Bölüm 7.1

Detaylı

STOKĐYOMETRĐ. Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK

STOKĐYOMETRĐ. Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK STOKĐYOMETRĐ Yrd.Doç.Dr. İbrahim İsmet ÖZTÜRK 3. Stokiyometri 3.1. Atom Kütlesi 3.1.1.Ortalama Atom Kütlesi 3.2. Avagadro Sayısı ve Elementlerin Mol Kütleleri 3.3. Molekül Kütlesi 3.4. Kütle Spektrometresi

Detaylı

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri Faz Diyagramları Dr. Ersin Emre Ören Biyomedikal Mühendisliği Bölümü Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Ankara

Detaylı

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır.

Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır. KATI ÇÖZELTİ Malzemeler yapılarının içerisinde, belli oranlarda farklı atomları çözebilirler. Bu durum katı çözeltiler olarak adlandırılır. Katı çözeltilerin diğer bir ismi katı eriyiktir. Bir çözelti

Detaylı

Termodinamik Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI

Termodinamik Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI Termodinamik Süreçlerde İŞ ve ISI Termodinamik Hareketli bir pistonla bağlantılı bir silindirik kap içindeki gazı inceleyelim (Şekil e bakınız). Denge halinde iken, hacmi V olan gaz, silindir çeperlerine

Detaylı

Katlı oranlar kanunu. 2H 2 + O 2 H 2 O Sabit Oran ( 4 g 32 g 36 g. 2 g 16 g 18 g. 1 g 8 g 9 g. 8 g 64 g 72 g. N 2 + 3H 2 2NH 3 Sabit Oran (

Katlı oranlar kanunu. 2H 2 + O 2 H 2 O Sabit Oran ( 4 g 32 g 36 g. 2 g 16 g 18 g. 1 g 8 g 9 g. 8 g 64 g 72 g. N 2 + 3H 2 2NH 3 Sabit Oran ( Sabit oranlar kanunu Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında sabit bir oran vardır. Bu sabit oranın varlığı ilk defa 799 tarihinde Praust tarafından bulunmuş ve sabit oranlar kanunu şeklinde

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Atomsal Yapı ve Atomlararası Bağ1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin

Detaylı

YAVAŞ DEĞİŞEN ÜNİFORM OLMAYAN AKIM

YAVAŞ DEĞİŞEN ÜNİFORM OLMAYAN AKIM YAVAŞ DEĞİŞEN ÜNİFORM OLMAYAN AKIM Yavaş değişen akımların analizinde kullanılacak genel denklem bir kanal kesitindeki toplam enerji yüksekliği: H = V g + h + z x e göre türevi alınırsa: dh d V = dx dx

Detaylı

Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir. Bir atomun gram türünden miktarına atom-gram (1 mol atom) denir.

Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir. Bir atomun gram türünden miktarına atom-gram (1 mol atom) denir. KİMYASAL HESAPLAMALAR MOL KAVRAMI Mol: 6,02.10 23 taneciğe 1 mol denir. Bu sayıya Avogadro sayısı denir. Bazı işlemlerde kısaltma olarak (No: Avogadro sayısı) gösterilir. 1 mol Mg atomu 6,02.10 23 tane

Detaylı

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ Elementler Aynı cins atomlardan oluşan, fiziksel ya da kimyasal yollarla kendinden daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere element denir. Elementler çok sayıda

Detaylı

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar 10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar kanunları Demir (II) sülfür bileşiğinin elde edilmesi Kimyasal

Detaylı

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ Malzeme Malzeme Bilgisi Bilgisi PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 1 /94 İkili Faz Diyagramından Hangi Bilgiler

Detaylı

Element ve Bileşikler

Element ve Bileşikler Element ve Bileşikler Aynı cins atomlardan oluşan, fiziksel ya da kimyasal yollarla kendinden daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere element denir. Bir elementi oluşturan bütün atomların

Detaylı

ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ MADDE SAF MADDE ELEMENT BİLEŞİK KARIŞIM HOMOJEN KARIŞIM HETEROJEN KARIŞIM SAF MADDE: Kendisinden başka madde bulundur-mayan maddelere denir. ELEMENT: İçerisinde tek cins atom bulunduran

Detaylı

FİZİKSEL METALURJİ BÖLÜM 2

FİZİKSEL METALURJİ BÖLÜM 2 FİZİKSEL METALURJİ BÖLÜM 2 Kaynak: Prof. Dr. Hatem AKBULUT, Prof. Dr. Mehmet DURMAN, Fiziksel Metalurji Ders Notları, Met. ve Malz. Müh., 2011. Prof. Dr. Hatem AKBULUT

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Temel: 100 mol kuru su gazı. caklık k ve 5 bar basınc

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Temel: 100 mol kuru su gazı. caklık k ve 5 bar basınc Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar 007 ÖRNEK 5-165 00 0 C sıcakls caklık k ve 5 bar basınc ncında nda olan bir kızgk zgın n buhar, 100 0 C sıcakls caklıkta kta olan kızgk zgın n kok kömürük üzerinden

Detaylı

GENEL KİMYA. 6. Konu: Mol Kavramı ve Avagadro Sayısı

GENEL KİMYA. 6. Konu: Mol Kavramı ve Avagadro Sayısı GENEL KİMYA 6. Konu: Mol Kavramı ve Avagadro Sayısı Avagadro Sayısı ve Mol Kavramı Gündelik hayatta bazen maddeleri teker teker ifade etmek yerine toplu halde belirtmeyi tercih ederiz. Örneğin; 30 tane

Detaylı

AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz

AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz 1 AKTİVİTE KATSAYILARI Enstrümantal Analiz Bir taneciğin, aktivitesi, a M ile molar konsantrasyonu [M] arasındaki bağıntı, a M = f M [M] (1) ifadesiyle verilir. f M aktivite katsayısıdır ve birimsizdir.

Detaylı

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten. Kimyasal Bağlar.

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten. Kimyasal Bağlar. Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten Kimyasal Bağlar Kimyasal Bağlar 3 temel tip bağ vardır: İyonik İyonlar arası elektrostatik etkileşim

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU hasanyolcu.wordpress.com En az iki atomun belli bir düzenlemeyle kimyasal bağ oluşturmak suretiyle bir araya gelmesidir. Aynı atomda olabilir farklı atomlarda olabilir. H 2,

Detaylı

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ

Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ Bölüm 3 SAF MADDENİN ÖZELLİKLERİ 1 Amaçlar Saf madde kavramının tanıtılması Faz değişimi işleminin fizik ilkelerinin incelenmesi Saf maddenin P-v-T yüzeylerinin ve P-v, T-v ve P-T özelik diyagramlarının

Detaylı

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM 4.1. Giriş Bir önceki bölümde, hareket denklemi F = ma nın, maddesel noktanın yer değiştirmesine göre integrasyonu ile elde edilen iş ve enerji denklemlerini

Detaylı

ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER

ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER 1- Elementler ve Elementlerin Özellikleri a) ELEMENTLER Aynı cins atomlardan oluşan, fiziksel ya da kimyasal yollarla kendinden daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere

Detaylı

ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla

ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla ATOM ve YAPISI Maddelerin gözle görülmeyen (bölünmeyen) en parçasına atom denir. Atom kendinden başka hiçbir fiziksel ya da kimyasal metotlarla kendinden farklı atomlara dönüşemezler. Atomda (+) yüklü

Detaylı

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6 PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6 Periyodik sistemde yatay sıralara Düşey sütunlara.. adı verilir. 1.periyotta element, 2 ve 3. periyotlarda..element, 4 ve 5.periyotlarda.element 6 ve 7. periyotlarda

Detaylı

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METOTLAR II DOĞRUSAL ISI İLETİMİ DENEYİ 1.Deneyin Adı: Doğrusal ısı iletimi deneyi..

Detaylı

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) 1 Mürekkebin suda yayılması veya kolonyanın havada yayılması difüzyona örnektir. En hızlı difüzyon gazlarda görülür. Katılarda atom hareketleri daha yavaş olduğu için katılarda

Detaylı

Faz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir.

Faz kavramı. Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir. Faz kavramı Kristal yapılı malzemelerin iç yapılarında homojen ve belirli özellikler gösteren bölgelere faz (phase) adı verilir. Fazlar; bu atom düzenlerinden ve toplam iç yapıda bu fazların oluşturdukları

Detaylı

Kimyasal Termodinamik

Kimyasal Termodinamik 09.05.2012 08:16 1 Enerji aktarımını gerektiren bir olayda termodinamiğin prensipleri geçerlidir. Enerji bilimsel anlamda, iş yapabilme veya ısı verme yeteneği şeklinde tanımlanır. Sıkıştırılmış bir yay

Detaylı

1. ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ

1. ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ . ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ.4. Elektron Dizilimi ve Periyodik Sisteme Yerleşim Atomun Kuantum Modeli oluşturulduktan sonra Bohr, yaptığı çalışmalarda periyodik cetvel ile kuantum teorisi arasında bir

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY. MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY www.fatihay.net fatihay@fatihay.net GEÇEN HAFTA KIRILMANIN TEMELLERİ KIRILMA ÇEŞİTLERİ KIRILMA TOKLUĞU YORULMA S-N EĞRİSİ SÜRÜNME GİRİŞ Basınç (atm) Katı Sıvı Buhar

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: Katı Eriyikler 1 Giriş Endüstriyel metaller çoğunlukla birden fazla tür eleman içerirler, çok azı arı halde kullanılır. Arı metallerin yüksek iletkenlik, korozyona

Detaylı

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. Her maddenin bir kütlesi vardır ve bu tartılarak bulunur. Ayrıca her

Detaylı

1. ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ İyon Yükleri ve Yükseltgenme Basamakları

1. ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ İyon Yükleri ve Yükseltgenme Basamakları 1. ÜNİTE: MODERN ATOM TEORİSİ 1.7. İyon Yükleri ve Yükseltgenme Basamakları Yüksüz bir atomun yapısındaki pozitif (+) yüklü protonlarla negatif () yüklü elektronların sayıları birbirine eşittir. Yüksüz

Detaylı

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi Bölüm 7 ENTROPİ 1 Amaçlar Termodinamiğin ikinci kanununu hal değişimlerine uygulamak. İkinci yasa verimini ölçmek için entropi olarak adlandırılan özelliği tanımlamak. Entropinin artış ilkesinin ne olduğunu

Detaylı

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ 1.1. Giriş Kinematik, daha öncede vurgulandığı üzere, harekete sebep olan veya hareketin bir sonucu olarak ortaya çıkan kuvvetleri dikkate almadan cisimlerin hareketini

Detaylı

MAKİNE VE TEÇHİZAT İŞLERİNDE İSG

MAKİNE VE TEÇHİZAT İŞLERİNDE İSG MAKİNE VE TEÇHİZAT İŞLERİNDE İSG 3.HAFTA Hazırlayan: Öğr. Gör. Tuğberk ÖNAL MALATYA 2017 YAKITLAR -YANMA Enerji birçok ülke için günümüzün en önemli sorunlarının başında gelmektedir. Özellikle ülkemiz

Detaylı

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI

TERMODİNAMİĞİN BİRİNCİ YASASI İç Enerji Fonksiyonu ve C v Isınma Isısı Kimyasal tepkimelerin olmadığı kapalı sistemlerde kütle yanında molar miktar da sabit kalmaktadır. Madde miktarı n mol olan kapalı bir ideal gaz sistemi düşünelim.

Detaylı

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

ELEMENT VE BİLEŞİKLER ELEMENT VE BİLEŞİKLER 1- Elementler ve Elementlerin Özellikleri: a) Elementler: Aynı cins atomlardan oluşan, fiziksel ya da kimyasal yollarla kendinden daha basit ve farklı maddelere ayrılamayan saf maddelere

Detaylı

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar. Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar. Elementlerin bileşik oluşturma istekleri onların kararlı yapıya ulaşma

Detaylı

Atomlar ve Moleküller

Atomlar ve Moleküller Atomlar ve Moleküller Madde, uzayda yer işgal eden ve kütlesi olan herşeydir. Element, kimyasal tepkimelerle başka bileşiklere parçalanamayan maddedir. -Doğada 92 tane element bulunmaktadır. Bileşik, belli

Detaylı

Elektronların Dizilişi ve Kimyasal Özellikleri

Elektronların Dizilişi ve Kimyasal Özellikleri Elektronların Dizilişi ve Kimyasal Özellikleri ELEKTRON ALIŞVERİŞİ VE SONUÇLARI: Helyum (2), neon (10), argon (18)in elektron dağılımları incelendiğinde Eğer bu üç elementin birer elektronu daha olsaydı,

Detaylı

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin

Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin Bir katı malzeme ısıtıldığında, sıcaklığının artması, malzemenin bir miktar ısı enerjisini absorbe ettiğini gösterir. Isı kapasitesi, bir malzemenin dış ortamdan ısı absorblama kabiliyetinin bir göstergesi

Detaylı

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM GENEL KİMYA MOLEKÜLLER ARASI KUVVETLER Moleküller Arası Kuvvetler Yüksek basınç ve düşük sıcaklıklarda moleküller arası kuvvetler gazları ideallikten saptırır. Moleküller arası kuvvetler molekülde kalıcı

Detaylı