Isı Kapasitesi, Entalpi, Entropi ve Termodinamiğin 3. Kanunu 6. ISI KAPASİTESİ, ENTALPİ, ENTROPİ VE TERMODİNAMİĞİN 3.KANUNU 6.1. Isı Kapasitesinin Sıcaklıkla Değişimi Sıcaklığa bağlı olarak deneysel yolla tesbit edilen ısı kapasitesi şu şekilde ifade edilir: c = a +bT + cT −2 p Buradaki a,b ve c katsayıları elde edilen deneysel verilerden yola ç ıkılarak elde edilir. Örneğin ZrO bileşiği sıcaklığa bağlı olarak iki farklı formada bulunur. Bu 2 formların ısı kapasiteleri: o −3 5 −2 α-ZrO (298-1478 K): c = 69.62 +7. 53 ×10 T −14.06 ×10 T J / K .mol 2 p o β-ZrO (1478-2950 K): c = 74.48J / K .mol 2 p Bazı element ve bilesiklerin ısı kapasitelerinin sıcalığa bağlı olarak değişimleri aşağıdaki grafikte verilmiştir. 6.2. Entalpinin Sıcaklıkla Değişimi Kapalı bir sistemde, sabit basınç altında, sıcaklık T den T ye değiştirilirse, 1 2 meydana gelen entalpi değişimi: T 2 ∆H = H (T ,P )−H (T , P )= c dT 2 1 ∫ p T 1 Bu bağıntının anlamı, entalpi değişimi: c −T grafiğinde, T ve T noktaları p 1 2 arasında kalan alanndır. Eğer bir sistemde, sabit basınç ve sabit sıcaklık koşullarında bir kimyasal reaksiyon veya faz dönüşümü olursa: A+B=AB Entalpi değişimi (∆H) ürünlerin ve tepkimeye giren maddelerin entalpilerinin farkına eşittir. 1

Isı Kapasitesi, Entalpi, Entropi ve Termodinamiğin 3. Kanunu ( ) ( ) ∆H (T ,P) = H AB (T ,P) − [H A T ,P +H B T ,P ] Bu bağıntı Hess Yasası olarak isimlendirilir. • Eğer ∆H>0 Endotermik Reaksiyon(Sistem reaksiyon sonucu çevreye ısı veriyor) • Eğer ∆H<0 Ekzotermik Reaksiyon (Sistem reaksiyon için çevreden ısı alıyor) 298oK sıcaklığında saf maddelerin entalpileri 0 olarak kabul edilir. Örneğin: 1 o M + O →MO tepkimesi için 298 K de: (kati ) 2 2( gaz ) (kati ) 1 ∆H = H −H − H 298 MO (kati )298 M (kati ) 298 2 O2 (gaz )298 H ve H konvansiyonel olarak 0 kabul edildikleri için: M (kati )298 O2 (gaz ) 298 ∆H = H 298 MO (kati ) 298 6.2. Termodinamiğin 3.Kanunu dq dq  dH  dT dS = =   =   = cP T  T P  T P T Buna göre, kapalı bir sistemin sıcaklığı sabit basınç koşullarında T den T ye 1 2 çıkarılırsa meydana gelen entropi değişimi: T 2 c P ∆S = S (T , P) −S (T ,P) = dT 2 1 ∫ T T 1 Herhangi bir sıcaklıkta (T ) , sistemin entropisi: T c S = S + P dT o T 0 ∫ T S0 :Sistemin 0 K deki entropisi 0 o Termodinamiğin 3. kanunu: Maddelerin 0 K deki entropileri 0 dır. ( (S0 =0) 2
…