TERMODİNAMİĞİN I. KANUNU
TERMODİNAMİK 4 YASADAN OLUŞUR
Termodinamik bilimi dört temel doğal yasaya dayanır: Birinci yasa, ikinci yasa, üçüncü yasa ve sıfırıncı yasa.
I. YASA: ENERJİNİN KORUNUMU YASASI
Termodinamiğin birinci yasası, enerjinin korunumunu ifade eder. Enerji, bir şekilden diğerine dönüşebilir. Toplam enerji sabit kalır.Termodinamiğin I. yasasına göre enerji, miktar yönüyle yok edilemez.
ΔE = q + w (Termodinamik I. yasanın formülü)
Enerji, entalpi, ısı; aynı anlama gelen kelimelerdir.
C + O2 → CO2 + ısı
Nefes alıp vermemizde C ve O2’nin enerjileri toplamı; CO2’nin enerjisi ile açığa çıkan enerjinin toplamına eşittir.
ΔE = q + w FORMÜLÜ İLE İLGİLİ PROBLEMLER
SORU: Sabit basınçlı bir sisteme 303 J’lük iş yapılırken sistem 78 J’lük ısı kaybediyor. Sistemin iç enerji değişimini hesaplayınız.
ÇÖZÜM: Sisteme iş yapıldığından dolayı w = +303 J olur. Sistem ısı kaybettiğinden dolayı q = -78 J olur.
ΔE = q + w
ΔE = -78 J + (+303 J)
ΔE = +225 J
SABİT HACİMDE İŞ YAPILMAZ VE SİSTEM HAREKETLİ OLDUĞUNDA qP = ΔH OLUR
SORU: Standart şartlarda 1 mol hidrojenin sabit hacimli kapalı bir silindirde yanması sonucu su buharı oluşurken 240,68 kJ/mol’lük ısı açığa çıkmaktadır. Yine standart şartlarda 1 mol hidrojenin sürtünmesiz hareket eden bir silindirde yanması sonucu 241,82 kJ/mol’lük ısı açığa çıkmaktadır. ΔE, ΔH ve w değerlerini hesaplayınız.
ÇÖZÜM: Sabit hacimli kapalı bir silindirde 240,68 kJ/mol’lük ısı açığa çıktığına göre q işareti (-) olur (q = -240,68 kJ).
Kapalı bir silindir denildiğinde hacim sabit olduğundan iş yapılmamıştır. w = 0 olur.
ΔE = q + w formülünde iş yerine 0 yazılırsa ΔE = -240,68 kJ/mol bulunur.
Hareket eden silindirde sistem hareketli olduğundan basınç sabittir. Isı açığa çıktığına göre q = -240,68 kJ olur.
qP = ΔH olduğundan ΔH = -241,82 kJ/mol olur. qP = ΔH olduğundan ΔE = q + w’te q yerine ΔH yazılırsa formül ΔE = ΔH + w şeklinde olur. Buradan w = ΔE – ΔH formülünde sayısal değerler yerine konursa w = -240,68 - (-241,82) kJ olduğundan w = +1,14 kJ bulunur.
