Videonun mp4 versiyonunu indirmek için tıklayınız...
Takip eden içerik özel bir lisans altında sağlanmaktadır.Sizin desteğiniz MIT’nin yüksek kalitede eğitim malzemesi sağlamaya devam etmesini sağlayacaktır. Bir bağışta bulunmak veya MIT’nin yüzlerce açık kurs materyalini görmek için http://ocw.mit.edu sitesini ziyaret ediniz
6.DERS
0.20 bugün geçen derste başladığımız konuya devam edecek ve son derece ilginç olan bazı termodinamik işlemlere değineceğiz..bu konuya devam ederken geçen derste gördüğümüz bazı hususlar üzerinde durmakta fayda var ..geçen dersimizde son drece basit birkaç çevrim görmüştük ..ben bu çevrimler üzerinde biraz daha durmak istiyorum ..bunun için iki önemli sebebimiz var ..birincisi geçen derste gördüğümüz üzere termodinamik çevrimler bizim bayağı işimize yaramakta..mesela seçilen yol üzerinde termodinamik değerleri hesap etmek kolay olmayabilir..bu yol boyunca çok sayıda termodinamik değişimler olabilir , bu yol tersinir veya tersinmez olabilir ve bir çok değişken ihtiva edebilir .. dolayısıyla bu karmaşık yolu takip etmek yerine içinde daha basit basamaklar bulunan bir çevrim kullanmak çok daha büyük kolaylık sağlar ..bu basamaklardaki termodinamik değişkenleri hesaplamak karmaşık basamaktakinden çok daha kolay olur ..bu durumda basit birkaç basamaktan geçmek karmaşık tek bir basamaktan geçmekten çok daha mantıklıdır..bildiğimiz gibi hal fonksiyonları yola bağımlı olmadıklarından değişimin etrafından dolaşmakta bir sakınca olmaz.. .dolayısıyla termodinamik çevrimler çok kullanışlı olup bu çevrimler sayesinde termodinamik değerleri hesaplamak çok daha basit bir hale gelir
1.56 termodinamik çevrimlerle bu kadar ilgilenmemizin ikinci sebebi ise bizim yaptığımız veya doğada olan bir çok sistemin bu çevrimlere dayanmasıdır ..örneğin yaptığız makinelerin en azından bir parçası bu termodinamik çevrimlere göre çalışır..sadece insan yapısı mekanik sistemler değil biyolojik yakıt tüketen biyolojik makinelerin belli parçaları termodinamik çevrimlere dayanır ..dolayısıyla termodinamik çevrimleri anlamak biyolojik sistemleri anlamak açısından son derece önemlidir . ben burada bir tane çevrimi inceleyeceğim ve sonrada sizden ödev olarak başka bir çevrimi incelemenizi isteyeceğim.. böylelikle bazı önemli termodinamik çevrimleri anlayacağız ..şimdi bu çevrimleri incelemeye başlayalım..
Önce bu tahtadakileri lütfen not alın.. bu benim öğrenci görüşme saatlerimi göstermektedir
3.29 Önce neleri hesap edebileceğimize bakalım .Öncelikle DU ve DH bunlar bizim aşina olduğumuz hal fonksiyonları ve q ve w yani ısı ve iş. Bunlara ek olarak size yeni bir fonksiyon daha tanıtmak istiyorum..buna daha isim vermedim..bunun kendine has bir formu var integral dq/T.. pekala ..buna “özel fonksiyon” diyeceğiz ve dS ile göstereceğiz.
4.29 bu ders boyunca bu fonksiyonla çok ilgileneceğiz ve bu fonksiyon ileriki derslerimizde çok daha büyük önem kazanacak ..ben bu şansı kullanarak onu sizlere önceden tanıtmak istedim. Pekala şimdi inceleyeceğimiz çevrime bakalım ..
5.01 burada daha önce yaptığımız gibi p-v diyagramını kullanacağız.. başlangıç ve bitiş hacımlarımızı yazalım..ancak burada farklı basınçlardan geçeceğiz ve ilk hacımdan son hacıma gelirken iki farklı yol kullanacağız
5.35 .bunlardan bir tanesi p2 bir tanesi de p3 basıncında bitecek..bunlardan biri tersinir izotermal bir yol olsun..bu yola A yola diyelim .. tersinir izotermal yani sıcaklık sabit..burada T1 sıcaklığında başlayıp sıcaklık sabit olduğundan dolayı T1 sıcaklığında bitireceğiz..daha sonra tersinir adyabatik bir yol izleyeceğiz ..buna da B yolu diyelim ..tersinir adyabatik....tabi bu yol farklı bir sıcaklıkta sonlanacak..geçen dersinizde adyabatik ve izotermal yolları karşılaştırmıştınız..ve bunlar aynı hacımda başlamaları durumunda farklı hacimlerde sona eriyorlardı ..burada yaptığımız bundan biraz daha farklı bir şey ..dolayısıyla buradaki adyabatik basamak ta farklı bir sıcaklıkta bitecek buna da T2 diyelim ..en son olarak ta çevrimi bu şekilde kapatalım ..bu son yol sabit hacim yolu.. buna da C yolu diyelim ..hacım sabit.. tamammı ?
7.19 Şimdi bu çevrimi dolaşalım..bunu yaparken de termodinamik değerlerin nasıl değiştiğine bakalım ..A yolunu alalım.. bu izotermal bir yol .. başta belirtmesek te bu çevrimde ideal gaz kullanıyoruz ..pekala.. yol A görüldüğü gibi sabit sıcaklık yolu..A yolu için DU değeri ne? Tabiî ki sıfır ..ideal gaz, sıcaklık değişimi yol izotermal DU= Cv dT idi .. dolayısıyla DU sıfıra eşit..çünkü sıcaklık değişimi yok dT=0..
8.23 peki DH için ne söyleyebiliriz.. DH = Cp dT idi..dolayısıyla bu da sıfır ..ideal bir gaz için dH =0 ..iş için ise net bir ifade yazmak mümkün .. tam tersinir olduğunda bu değer –pdV’ye eşit..ideal gaz kullandığımızdan dolayı p yerine RT/v yazabiliriz ..bunu yapmak zorundayız .. elimizde p var .. yani çok fazla değişken var .. değişim dv olduğuna göre p’yi yok edip ifadeyi v cinsinden yazmalıyız ..dolayısıyla bu değer –RT1 dv/v olur ..sabit sıcaklıkta çalıştığımızdan direkt olarak T1 değerini koyduk ..bunun direkt olarak integralini alırsak A yolu için olan iş v1’den v2’ye integral - RT1 dv/v dir ..bunun sonucunda –RT1 lnv2/v1 çıkar ..
10.01 . şimdi yapılan işlemleri bir kere daha kontrol edelim ..gördüğünüz gibi yapılan işlemin sonunda hacim artmaktadır ..dolayısıyla bu bir genleşmedir ..o zaman sistemmi çevreye iş yapmaktadır .. yoksa çevremi sisteme iş yapmaktadır ?10.19
10.27.birisi bir şey dedi galiba..tabi ki sistem genleşmek suretiyle çevreye iş yapmaktadır..çevreye yapılan iş eksi bir değer olarak alındığından bunun sonucu da eksi bir değer çıkmalıdır ..burada v2 >v1 olduğunda bu pozitif çıkar dolayısıyla toplam terim negatif olur ..pekala şimdi de q’ye bakalım..bu değerin işin değerinin tersi olması lazım ..çünkü DU=0 olduğunu gördük .. DU = q+w olduğuna göre qA değerinin RT1lnv2/v1 olacağı açıktır ..anlaşıldımı?
11.13. dolayısıyla ısı çevreden sisteme doğru akmaktadır yukarıdaki iş hesabına göre ..
11.31 pekala..bu termodinamik değerlere daha önce aşina olmuştunuz zaten ..şimdi bir de kısaca yukarda bahsettiğimiz özel fonksiyonumuza bakalım ..bunu hesap etmek o kadar zor değil görüldüğü gibi..çünkü sabit sıcaklık yolu takip ettiğimizden dolayı paydadaki T değeri T1 olacak .. q’yu da hesapladık ..
12.01 dolayısıyla 1’den 2’ye dq/T1 ‘in integrali Rlnv2/v1 olur..bu özel fonksiyonumuzun A yolu için olan değeridir ..görüldüğü üzere A yolu için tüm hesapları yapmış bulunuyoruz ..şimdi bunu B ve C yolları ile karşılaştıralım …
12.38. Bu yol adyabatik bir yoldu ..peki burada sıfır olan şey neydi ? …tabiî ki q ..adyabatik değişimden kastımız bir ısı değişimi olmaması sistem ile çevre arasında .. dolayısıyla olan şey ……….qB=0..ama sıcaklık değişiyor ..gazımız p1,v1, T1 halinde p3, v2, T2 haline geçiyor ..izotermal değişimin aksine burada sıcaklık değiştiğinden DU değeri sıfır değil .. DU değeri CvdT olarak verildiğinden bunu direkt olarak integre edebiliriz …buradan DUB= Cv(T2-T1) olarak bulunur..
14.09 benzer olarak dH=CpdT olduğundan DHB= Cp(T2-T1) olur. Bu husus anlaşıldımı?
14.27..pekala qB’yi zaten sıfır olarak bulduk .. DU=q +w idi .. ve DU sıfır değil ..dolayısıyla bu değer direkt olarak işe eşit ………………şimdi özel fonksiyonumuza bakabiliriz .. qB=0 olduğundan dolayısıyla integral dq /T’ye eşit olan bu özel fonksiyonumuzda sıfır olur ..anlaşıldımı ?15.13
15.22. pekala ..son olarak ta T2 ile T1’i birleştiren sabit hacım yoluna yani C yoluna bakalım ..hacım sabitse hangi değer sıfır olur ? .. biraz daha fazla ses beklerdim ..hangi değer sıfıra eşit?? İş değilmi…harika demek ki sabit hacım işlemi için wC=0 ..ancak sıcaklığımız T2’den T1’ değişiyor ..biraz önce DUB ve DHB değerlerini bulmuştuk ..burada da aynı ideal gazı kullandığımızdan benzer hesaplamalarla DUC= Cv(T1-T2) ve DHC=Cp(T1-T2) yazabiliriz ..
16.40 görüldüğü gibi DUC değeri sıfırdan farklı ..iş sıfır olduğuna göre bu direkt olarak ısıya eşit ..bu termodinamik fonksiyonlara zaten aşinayız şimdide özel fonksiyonumuza bakalım ..bu fonksiyonun sıfır olmayacağı gayet açık ..çünkü ısı değeri sıfır değil …sistem ile çevre arasında bir ısı alışverişi var ..bu özel fonksiyonu integral dq/T olarak tanımlamıştık ..Ancak burada bizim işimizi basitleştiren bir husus var DUC=qB(??) idi…öyleyse q yerine DU’yu kullanabiliriz ..gene integral T1’den T2’ye (??) dU/T yazarsak .. DU = Cv dT idi..nihai sonucumuz Cv ln T2/T1 bulunur ..anlaşıldımı ..
Pekala ..çevrimimizi tamamladık ..şimdi bu çevrimdeki basamakları birbiri ile karşılaştıralım ..A basamağında olan olayları B ve C basamaklarında olan olaylarla karşılaştıralım bakalım ..afedersiniz DUC = qB yazdınız qC olmayacakmı ?
18.41 ….evet çok haklısınız ……. Affedersiniz hocam integrali de T1’den T2’ye aldınız T2’den T1’e almanız gerekmezmiydi? Evet haklısınız bunların hepsi T2’den T1’e olacak hemen düzeltelim.. başka eklemek istediğiniz bir şey varmı ? bu tip detaylar varsa bekliyorum ..şimdi A basamağında olan olaylarla B+C basamaklarında olan olayları birbiriyle karşılaştıralım ..
19.55 A basamağında olan olaylarla ilgili elde ettiğimiz sonuçlar bunlar .. DU =0 , DH =0
20.24 iş ve ısıya da bakalım .. bu bizim A basamağındaki işimiz bu da bizim A basamağındaki ısı değişimimiz ..şimdi de B+C basamaklarındaki olaylara bakalım .. görüldüğü üzere DUB=Cv(T2-T1) ve DUC=Cv(T1-T2)..DOLAYISIYLA TOPLAM DEĞER SIFIR .. yani B+C basamaklarının toplamında DU değişmiyor ..bu fonksiyonun A basamağındaki değeri de sıfır idi ..aynı şey DH değeri için de geçerli ..buradaki yegane fark Cv yerine Cp kullanılmasıdır ..burada B basamağı için olan DH değeri bu B basamağı için olan DH değeri de bu ..dolayısıyla bu değer hal fonksiyonları beklenildiği gibi davranmakta ..ister çevrimin etrafında dolaşın isterse en kestirme yolu seçin aynı noktadan başlayıp aynı noktada bitirdiğiniz zaman hal fonksiyonlarının değişimi aynı..çünkü bunlar sadece sistemin haline bağımlı olup yoldan bağımsız ..bizde bunu göstermiş bulunuyoruz .. benzer olarak 1 noktasından 2 noktasına ister A yolunu isterse B+C yolunu takip ederek gidelim DU , DH veya herhangi hal fonksiyonunun değişimi aynı olur çünkü bunlar söylediğimiz gibi yola bağlı değildir .. ..
21.49 burada da görüldüğü üzere her iki durum için bunların değişim değerleri sıfır olmaktadır ..şimdi de iş ve ısı değerlerinin nasıl değiştiklerine bakalım ..burada A yolu için iş ve ısı değerlerimiz var ..görüldüğü gibi bunlar birbirinin ters işaretlisi .. burada da B ve C yolları var .. C yolu için iş sıfır ama B yolu için sıfır değil ..ve bu iş Cv(T2-T1)’e eşit ..görüldüğü üzere bu basamaklardaki işler A basamağındaki işe eşit değil..çünkü biz biliyoruz ki iş bir hal fonksiyonu değil yola bağımlı ..bu her iki işlemde de çevreye iş yapılmakta ancak yapılan işin miktarı farklı ..aynı durum ısı için de geçerli..burada DUA =0 idi dolayısıyla ısı işin zıt işaretlisi olmalıdır ..görüldüğü üzere ısı değeri aynı noktadan başlayıp aynı noktada biten bu iki farklı yol için aynı değildir ..şimdi bunu detaylı olarak görelim .. burada A yolu için olan ısı değişimi gösterilmiştir ..B yolundaki ısı sıfır C yolundaki ısı ise Cv(T1-T2)’te eşit ..burada da görüldüğü üzere hem ısı hem de iş farklı yollardan gidilmesi durumunda aynı değerleri vermiyor ..
23.32 şimdi de özel fonksiyonumuza bakalım ..A yolu için bunun değerini R lnv2/v1 bulduk …….B yolu için değeri sıfır idi..C yolu için ise Cv ln T1/T2 değeri bulunmuştu ..şimdi bunlara biraz daha detaylı bakalım.. özel fonksiyonumuz A yolu için R ln v2/v1 , B+C yolu için ise Cv ln T1/T2 değerine eşit..
24.28 iki farklı eşitlik …ancak olay pek böyle basit değil ..nedenmi? ..çünkü bu adyabatik bir yoldu ve geçen dersimizde adyabatik işlemlerde p ile v arasında özel bir ilişki olduğunu görmüştük ..şimdi bunu yazalım..
25.02 Adyabati tersinir bir yol için T1/T2=(v2/v1)R/Cv idi..eğer bu Cv değerini alıp ln(T1/T2) ve R değerinide ln (v2/v1) değerinin üzerine üs olarak koyarsak göreceğimiz şey bu iki değerin birbirine eşit olacağıdır ..dolayısıyla (T1/T2)Cv = (v2/v1)R olur . dolayısıyla dS(A) değeri dS(B+C) değerine eşit olur26.13
26.18. bu bizim bu garip özel fonksiyonumuz hakkında elde ettiğimiz önemli bir bulgu .. görüldüğü gibi bu fonksiyon en azından bu çevrim için bir hal fonksiyonu olarak davranmaktadır ve gidilen yoldan bağımsızdır..buradan başlayıp tek basamakta buraya gelmekle yine aynı noktadan başlayıp iki basamakta aynı noktaya gelmek arasında bir fark olmamaktadır ..
26.45 Şimdilik bu özel fonksiyon hakkında bu kadar konuşmakla yetineceğim.. ama ilerde bu fonksiyonu çok detaylı inceleyeceğimizden emin olabilirsiniz ..daha ileri gitmeden tahtayı aşağı indirecem ve size evde çözmeniz için bir çevrim çizeceğim ..bu çevrimi ödev olarak siz çözeceksiniz …. Bir dakka buralarda bir yerlerdeydi ..notların bir yerinde olması gerek ..
27.15 eğer soru ile ilgili bir yardım isterseniz notlara bakabilirsiniz ama soruyu kendinizin çözmeye çalışınız lütfen 27.25
27.30.yine aynı A yoluyla başlayalım ..
27.48 .yine elimizde tersinir adyabatik bir yol var …şimdide çevrimimizi farklı bir şekilde tamamladığımız zaman ne olacağına bakalım ..bu şekilde …bu yol sabit basınç yolu bu yol da sabit hacım yolu ..çevrim öncekine benziyor ama yollar biraz farklı ..aynen bir önceki sabit hacım basamağı gibi ancak burada basınçlar farklı ..bu yola D bu yola da E diyelim ..sizden bu çevrim üzerinde çalışarak hal fonksiyonlarının hal fonksiyonu gibi davrandıklarını göstermenizi bekliyorum ..özellikle bu özel fonksiyonunu hal fonksiyonu olarak davranıp davranmadığını bulmanızı rica ediyorum ..
28.53 tabi iş ve ısı nın hal fonksiyonu olarak davranmadığını göreceksiniz ..farklı yollardan gittiğinizde sonuçlar aynı çıkmayacak
29.05 çevrimleri incelemekte veya bu tip ifadeleri kullanmakta bir sorunuz varmı ..bu tip ifadeler karşınıza çok çıkacaktır ..örneğin imtihan kağıtlarının sonunda bu tip denklemler bir form şeklinde size verilecektir ..bunun anlamı bunları ezberlemek zorunda olmadığınız ancak bunun diğer anlamı da bunları kullanmayı gayet iyi bilmeniz gerektiği ..örneğin burada tersinir bir adyabatik değişim var burada da hacım değişimi olmakta .. bu ikisini birbirine bağlamanız istenebilir ..burada incelediğimiz veya incelemediğimiz çevrimler tabi ki sınavda size soru olarak çıkabilir ..bu konu için bu kadar yeterli .. şimdi yeni başlığımıza geçelim .
30.05 yeni konumuz TERMOKİMYA . su ana kadar sınıfta yapılan örnekler genellikle mekanik değişimlerle ilgili idi..basınç hacım değişimi gibi..sistem genleşme suretiyle çevreye iş yapıyordu ve ısı ve iş değişimi oluyordu ve sizde şimdi yaptığımız gibi basit termodinamik değişkenleri hesaplıyordunuz .. şimdi ise artık bu işlemleri kimyaya uygulamak vakti geldi..kimyasal reaksiyonları incelemeye başlayalım
30.47..tabi burada kimyasal bir reaksiyon sırasında termodinamik değişkenlerin değişimine bakacağız . buradaki en önemli parametre entalpi değişimidir . bilindiği gibi entalpi sabit basınç altındaki ısı değişimi olduğundan direkt olarak ısıyla ilişkilidir.. bunu kullanarak reaksiyon ısıları hesap edilebilir ..atmosfere açık bir ortamda yapılan bir reaksiyon sabit basınç altında oluyor demektir .. örneğin bir asit ile bir bazı karıştırdığınız zaman ortaya büyük bir ısı çıkar ..
31.25 veya iki tane madde reaksiyona girip ortamı soğutabilir ..bunlara en güzel örnek eczanelerde satılan soğutma veya ısıtma paketleridir ..bunları kırdığınız zaman ısı veren veya ısı alan bir reaksiyon meydana gelir ..burada olan şey özel olarak seçilmiş tepkenlerin reaksiyona girerek ısı veren veya ortamdan ısı çeken reaksiyonlar oluşturmalarıdır . .. ister negatif ister pozitif olsun bu ısı reaksiyon ısısıdır ..
31.58 tabi bunun pratikteki en büyük uygulaması yakıtların yanmasıdır ..ortaya çıkan ısı kolaylıkla hacım işine dönüştürülebilir ..örneğin içten yanmalı motorlarda yakıtın yanması sonunda ortaya çıkan ısı gazı genleştirerek kullanılabilir işi dönüşür ..dolayısıyla yanma reaksiyonu sonunda bir iş elde ederiz ..şimdide bu hesaplamaları nasıl yaptığımıza kısaca bakalım ..öncelikle aranızda 511 dersini alan varmı? Peki 512 kursunu alan ?..bu kurslarda biraz termokimya görmüş olmanız gerek ..
32.45 Termokimya konusunu işlerken aşina olduğuz termodinamik terimleri bir kere daha size hatırlatacağım ..size verdiğim notların her noktasını detaylı bir şekilde incelemeyeceğiz tabiî ki ..tabi ki görmediğiniz daha detaylı konuları da açıklayacağız merak etmeyin ..33.07
33.23 .pekala ..TERMOKİMYA
Burada yapmak istediğimiz şey herhangi bir reaksiyon için reaksiyon ısısının ne olduğunu tahmin edebilmek …burada hesap edeceğimiz değer ise DH..
33.55 dolayısıyla her türlü reaksiyon için bunu yapabilmemiz gerekir ..öncelikle ve çoğu zaman inceleyeceğimiz reaksiyon tipi sabit basınç altında cereyan eden reaksiyonlardır ..sabit basınç altında tersinir olarak cereyan eden bir reaksiyon için reaksiyon ısısı DH değeridir ..
34.39 DU değerini de hesaplayacağımız ve DH değerini de bildiğimize göre bunları kullanarak iş değerini de gayet rahat bir şekilde buluruz ..tabi tipik olarak ideal gaz durumunu alırsak DU değeri çok daha kolay bir şekilde bulunur buradan da direkt olarak işin değerine geçilir ..bunlar son derece etkili ve güçlü hesaplama araçlarıdır ..bu hesaplar için nelerin gerekli olduğunu belirledikten sonra işimiz son derece basit ..pekala herhangi bir reaksiyon alalım..35.41
35.56 bu iş için yazacağımız reaksiyon demirin paslanma reaksiyonu ..demir atmosferde ve nemli ortamda bırakılırsa suyla birlikte demir oksit oluşturur ve bunlar arasında bir denge söz konusudur .. burada demir oksitimiz , normal şartlar altında katı, gaz halindeki hidrojenle birleşerek katı halde demir ve sıvı halde su oluşturur ..burada yazdığımız şekle göre katı demir direkt olarak suyun içine daldırılmaktadır ..burada su farklı formda da olabilir ama biz burada sıvı halde olduğunu farz edeceğiz ..ve reaksiyon bu yöne doğru giderek demir oksit ve hidrojen gazı veriyor ..bir sorun varmı ?
37.11 burada reaksiyon ısısı veya reaksiyon entalpisi sabit basınç , izotermal ve tersinir şartlar altında olan ısı değişimi olarak tanımlanır ..yani sıcaklığın değişmeyip tersinir bir işin yapıldığı durumlarda ortaya çıkan ısıdır ..buda bir izotermal reaksiyona karşılık gelir ve basınç ta sabittir ve yapılan iş tersinirdir ..tabi reaksiyon çok farklı şartlarda yapılabilir ..yani dışarıda veya laboratuarda veya farklı değerleri sabit tutmak suretiyle de yapılabilir ..
38.07 burada reaksiyon ısısını daima yukarda söylediğimiz şekilde tanımlayacağız çünkü bu son derece önemli ..çünkü ilerde reaksiyon ısılarını listelememiz gerekecek ..o yüzden bu tanım son derece önemli .. çünkü bu değerleri listelediğimiz zaman şartların ne olduğunu belirtmek zorundayız ..
38.23 diğer termodinamik değerleri de hesaplayacağız .. ve her birinin hesaplandığı şartları belirtmemiz şart ..
38.32 peki bu nasıl olacak .?........ bu reaksiyonun entalpisini hesaplamak için ürünlerin entalpilerinin toplamından tepkenlerin entalpilerinin toplamını çıkartmamız gerekir ..çünkü bu bir hal fonksiyonu .. prensip olarak bunda bir sakınca yok …ancak burada önemli bir detay var ..entalpi aynen potansiyel enerjide olduğu gibi mutlak bir ölçekte değil bağıl bir ölçekte ölçülebilir …örneğin bir yerçekmii kuvveti altında herhangi bir cisimin potansiyel enerjisini belirlemek isterseniz bunun için bir sıfır noktası belirlemeniz gerekir ..bu gelişigüzel olarak seçilen bir noktadır ve ölçümünüzü bu noktaya göre yaparsınız ..aynı olay entalpi için de geçerlidir ..
39.33 entalpi U+pv ‘ye eşittir biliyorsunuz ..dolayısıyla bir başlangıç veya referans noktasının tanımlanması şarttır ..çünkü laboratuarda yaptığınız ölçümler entalpide olan değişimi verir aynen potansiyel enerjide olduğu gibi ..başlangıç noktası olarak seçilen değer gelişigüzel olarak seçilir ..yani bir sıfır noktasının belirlenmesi mecburidir .. bunun için son derece net bir işaretleme yöntemi vardır ..burada sıfır noktası olarak belirlenen değer her elementin oda sıcaklığında ve atmosferik basınç altında en kararlı olduğu saf halinin entalpisidir ..örneğin entropi için seçtiğimiz sıfır noktası sıfır entropidir ..ve bundan sonra ürünler ve tepkenlerin entropi değerleri bu referans noktasına göre hesaplanır ..buna standart hal denmektedir ..sıfır noktasının neresi olduğu belirlendikten sonra hesaplamalarımızı çok daha kolay bir şekilde yapabiliriz … bu listelenmiş değerlerin hepsi aynı standart değere göre ölçülmüştür ..40.56
41.14 bizim H için olan referans noktamız 298, 15 K , 1 bar daki elementin en kararlı halinin entropisi olup bu her element için 0 olarak alınır ..
42.00 bu son derece önemli
42.07 bu referans noktasının belirlenmesinden sonra yapmamız gereken yegane şey her tepken ve ürünün entalpilerini bulmaktır ..burada entalpide kasıt her bileşiği saf haldeki elementlerinden oluşturmak için gerekli olan entalpidir ..tabi oda sıcaklığında ve atmosfer basıncında 42.32
42.38 dolayısıyla burada kullanacağımız H değerleri oluşma entalpileridir ve oluşma entalpileri bileşiklerin elementlerinde oda sıcaklığı ve atmosfer basıncı altında oluşturulması için gerekli olan ısı miktarıdır ..yani burada kullanmamız gereken değer bileşiklerin elementlerine oluşması için olan oluşma entalpileridir .burada her tepken ve ürün için artık h değil DH değerleri kullanacağımızdan bir sıkıntımız olmayacak ..çünkü bu değer bu bileşiğin entalpisinden bu bileşiğin elementlerinin oda sıcaklığı ve atmosfer basıncı altındaki kararlı hallerinin entalpilerinin çıkarılmasına eşit olacaktır .. zaten bu elementlerin oda sıcaklığı ve atmosfer basıncı altındaki kararlı hallerinin entalpilerini sıfır olarak tanımladık ..
43.27 dolayısıyla burada yaptığımız şey meydana gelen bileşiklerin entalpisinden sıfır çıkarmak ..bunu yapmak son derece önemli çünkü oluşma ısısı ölçülebilir bir değer burada katı demir ile gaz halindeki oksijeni birleştirmek suretiyle katı demir oksit oluşturabiliriz ve bunun oluşma ısısını ölçebiliriz ..bunu bir kere listeledik mi bu değeri artık sürekli kullanabiliriz ..
43.56 bu işlemi tüm diğer bileşikler içinde yapabiliriz ..başka bir deyişle referans halini tanımladıktan sonra oluşma ısılarını çok rahat bir şekilde ölçebiliriz ..çok sayıda bileşik için bu değerler listelenmiş haldedir ..dolayısıyla herhangi bir reaksiyonun reaksiyon ısısını belirlemek için ürünlerin oluşma ısılarının toplamından tepkenlerin oluşma ısılarının toplamını çıkarmak yeterlidir ..
44.29. pekala bunu yazıya dökelim ..örneğin hidrojen gazının 298.15 k ve atmosfer basıncı altındaki molar entalpisi sıfırdır .. buradaki bu ufak sıfır değeri basıncın 1 bar olduğunu göstermektedir ..
45.18 örneğin katı halde ve 298.15 k’de demirin molar entalpisi =0 olur .. demir element olarak zaten katı haldedir ..ve oda sıcaklığı ve atmosferik basınç altında en kararlı hali budur ..
45.51bundan sonra oluşma ısılarını kolaylıkla tahmin edebiliriz ..bu özel reaksiyonda hidrojen gaz halinde demir de katı haldedir ..bu şartlar altında bunlar en kararlı hallerindedir ..ancak bu bir bileşiktir ve oluşma entalpisi sıfırdan farklıdır ..su içinde aynı şey söz konusudur ..dolayısıyla demir oksit ve suyun oluşma entalpisini bulursak bu reaksiyonun entalpi değişimini de rahatlıkla buluruz..bu değer bu üç mol suyun oluşma entalpisinden bir mol demir oksitin oluşma entalpisinin çıkarılması ile elde edilir ..
46.45 ..46.48 peki bunu nasıl yaparız ..bunun için bu bileşiklerin elementlerinden oluştuğu reaksiyonları yazmamız gerekir ..bunun için çok sayıda değeri listelememde gerekecektir ..örneğin HBr’yi alalım.. peki bu reaksiyonun oluşma entalpisi nedir .. burada ufak bir sıfırımız var ..bunun için hidrojen bromürü elementlerined oluşturan reaksiyonu yazmam gerekir ..bu reaksiyon ½ H2(g,T,1 bar) + ½ Br2 (s,T, 1bar) = HBr (g,T, 1 bar ) şeklindedir …
48.16 burada ki DH reaksiyon değeri DH0 oluşma değerine eşittir ..dolayısıyla HBr (g,T, 1 bar ) için olan reaksiyon entalpisi DH0 oluşma değerine eşittir ..bu oluşma ısılarının nasıl belirlendiğine bir örnektir ..bu değeri tüm bileşikler için hesaplayabiliriz ..ve sonra bu tip reaksiyonlara geri döneriz ve son derece basit bir şekilde reaksiyon ısısını belirleriz ..
49.07 …49.10 burada yaptığımız şey …aşağıdaki bir çevrimdir ..tepkenlerden ürünleri oluşturuyoruz .. tabi bunun için DH kadar bir ısıya gerek var..önce her iki tarafıda standart haldeki elementlerine ayırıyoruz ..burada DH tepkenlerin oluşma entalpilerinin toplamının eksi işaretlisi olur …çünkü burada yaptığımız şey tepkenleri parçalayıp elementlerine ayırmak…buna dayanarak buradaki tepkeneri de katı demir ve oksijen gazına ayıracağım ..ve bu reaksiyonun entalpisinin oluşma ısısı veya oluşma entalpisi ile verildiğini biliyorum ..demiroksitin oluşma entalpisi… şimdi burada bu aynı elementleri alıp ürünleri yapacağım ..bunda bir sorun çıkmayacağını biliyorum ..çünkü üstteki reaksiyon zaten cereyan ediyor..atomlar muhafaza ediliyor ..dolayısıyla burada DH tüm ürünlerin oluşma entalpilerinin toplamı olur .. burada onları yeniden birleştiriyorum …tabi ki bu oluşma ısısı pozitif.. bu oluşma ısısı da negatif alınır …başka bir deyişle elimde tepkenler ve ürünler var .. reaksiyon için olan DH değeri ürünlerin DH oluşma değerlerinde reaktantların DH oluşma değerlerinin çıkarılmasıyla bulunur ..
Buradaki en önemli mesaj DH reaksiyon değerinin ürünlerin DH oluşma değerlerinden tepkenleri DH oluşma değerlerinin çıkarılmasıdır ..herhangi bir soru varmı?
Pekala yarın bunların detayına gireceğiz .. bundan sonraki kısım tamamıyla cebirseldir ..bunların üzerinde geçip çözümleyeceğiz..daha sonra bu DH ölçümlerinin nasıl yapıldığını göreceğiz..ve bunları ölçtüklerimizle karşılaştıracağız ..yarın görüşürüz