Enerji Nedir?

Enerji bir şey yapabilen herhangi bir potansiyeldir. Madde ise enerjinin yoğunlaşmış hali olarak düşünülebilir. Toplam enerji miktarı kainatta sabittir Enerji bir formadan bir forma dönüşür Toplam enerji sabittir fakat t0 anından beri daha küçük paketlere ayrılmaktadır.

Isı ve Sıcaklık Nedir? İki cisim arasında sıcaklık farkı varsa, enerji sıcaklığı yüksek olan cisimden düşük olan cisme doğru ısı şeklinde akar. Yani ısı bir enerji transfer şeklidir. Sıcaklık ortamdaki taneciklerin kinetik enerjisindeki değişikliği anlamlı hale getiren bir göstergedir.

Bir maddeye enerji verilirse taneciklerin kinetik enerjisi dolayısıyla sıcaklık artmış olur.

Sıcaklık termometre ile ölçülür * 07/16/96 Sıcaklık termometre ile ölçülür *

Bazı değerleri bilmeliyiz 1 kalori (cal): 1 g suyun sıcaklığını 1˚C artırmak için gerekli enerji miktarıdır. Yani 1 g suyun sıcaklığını 2 ˚C attırmak için 2 cal enerji gerekir. 1000 cal= 1 kcal 1 cal = 4.184 Joule 1000 J = 1 kJ LecturePLUS Timberlake 99

1 kg 20 ˚C 21 ˚C 4,2 kj

İnsan kalbinin her atışında 1 j enerji kullanılır. Bir yetişkin erkek günde ortalama 3.000.000 cal yani 3000 kcal (yaklaşık 12000 kj) enerji harcar. Yani bir insanın bir günde harcadığı enerji ile 30 kg’lık su rahatlıkla kaynatılabilir.

Bir olaya eşlik eden ısı hesaplanabilir Q = Isı Miktarı (cal) c = Spesifik Isı Su için: c = 4.18 J/g K, Hava için: c = 1.0 J/g K m = Cismin kütlesi (gram) ΔT = Cisimdeki sıcaklık değişikliği

Spesifik Isı Nedir? Niçin bazı yiyecekler diğerlerine göre daha uzun bir süre sıcaklıklarını korur? Yani niçin geç soğur? Niçin sıcak bir günde sahil kumu çok sıcakken, deniz suyu soğuktur?

Maddelerin Spesifik Isı Kapasitesi Farklıdır Suyu 75 °C’ye ısıtmak için 20 dakika gerekli olduğunu düşünelim; Aynı kütlede alüminyumu 75°C’ye çıkarmak için 5 dakika, bakır için 2 dakika yeterlidir.

Bazı Maddelerin Spesifik Isı Değerleri Spesifik ısı: 1 g maddenin sıcaklığını 1 °C attırmak için gerekli ısı miktarı cal/g°C J/g°C Su 1.00 4.18 Alüminyum 0.22 0.90 Bakır 0.093 0.39 Gümüş 0.057 0.24 Altın 0.031 0.13

Spesifik Isının Belirlenmesi Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 7

General Chemistry: Chapter 7 Chemistry 140 Fall 2002 Hesaplama qkurşun = -qsu qsu= mcT = (50.0 g)(4.184 J/g °C)(28.8 - 22.0)°C qsu = 1.4x103 J qkurşun = -1.4x103 J = mcT = (150.0 g)(c)(28.8 - 100.0)°C ckurşun = 0.13 Jg-1°C-1 Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 7

1 g’ına 1 cal verildiğinde sıcaklıktaki artış miktarı Spesifik Isı 1 g’ına 1 cal verildiğinde sıcaklıktaki artış miktarı Su 1,0 1,0 ˚C Buz 0,5 2,0 ˚C Kil 0,33 3,0 ˚C Kuru Hava 0,24 4,2 ˚C Kum 0,19 5,2 ˚C

Herbirine 4,184 kj (1 kcal) enerji verildiği durum 1 kg SU 1 kg BUZ 1 kg ALTIN Herbirine 4,184 kj (1 kcal) enerji verildiği durum

Örnek: 1 g havaya 12 cal ısı verilirse havanın sıcaklığındaki değişiklik ne kadar olur? chava= 0.24 cal/g oC Q = m x c x ΔT ΔT = Q / (m x c) ΔT = 12 cal / (1 g x 0.24 cal/g oC ) ΔT = 48oC

ÖRNEK Transfer edilen ısı = m x c (H2O) x T Sıcak su torbası 65°C sıcaklıkta 750 g su içermektedir. Sıcak su torbasına sarılan bir kişi (37°C), suyun sıcaklığı vücut sıcaklığıyla eşit olana kadar ısınıyor. Bu kişiye kaç kalori ısı transfer edilmiştir? Transfer edilen ısı = m x c (H2O) x T = 750 g x 1.00 cal/g°C x (65-37) °C = 21 000 cal

Bir Soru A B Hangi kap daha fazla termal enerji içermektedir? 80ºC * 07/16/96 Bir Soru Hangi kap daha fazla termal enerji içermektedir? 200 mL 80ºC A 400 mL B *

* 07/16/96 Bir Soru daha Aşağıdakilerden hangisini 100°C’ye getirmek daha uzun zaman alır? Hangisi daha geç soğur? 50 g Al 50 g Cu *

* 07/16/96 Isı Transferi 80ºC A 10ºC B *

Besinlerin Kalori Değerleri Karbohidrat = 4 kcal/g Yağ = 9 kcal/g Protein= 4 kcal/g LecturePLUS Timberlake 99

% Bileşim Spesifik Entalpi kj/g Yiyecek Su Protein Yağ K.hidrat Elma 84,3 0,3 11,9 2,5 Sığır Eti 54,3 23,6 21,1 13,1 Ekmek 39,0 7,8 1,7 49,7 12,6 Peynir 37,0 26,6 33,5 17,0 Balık 76,6 21,4 1,2 3,1 Hamburger 40,9 15,8 14,2 29,1 17,3 Süt 87,6 3,3 3,8 4,7 2,6 Patates 80,5 1,4 0,1 19,7 3,5

Isı Transfer Şekilleri Kondüksiyon Konveksiyon Radyasyon

Kondüksiyon ile Isı Transferi

KONVEKSİYON

Özetle…

Fok, penguen gibi hayvanlar soğuk iklimde nasıl yaşamaktadırlar?

Isı Yalıtımı: Enerji akışını yavaşlatmakla olur

Günlük Hayattan Isı İzolasyon Örnekleri

ENTALPİ Sabit basınç altında gerçekleşen reaksiyonlarda absorplanan veya açığa çıkan ısı entalpi terimi ile ifade edilir. H=qp İç enerji U=qv nedir? H = U + P V ya da H = U+ P V

Bir reaksiyonun entalpisini nasıl hesaplarım hocam?

Hal değişimine eşlik eden entalpi değişimleri Buharlaşma için molar entalpi: H2O (s) → H2O(g) H = 44.0 kJ T=298 K Erime için molar entalpi H2O (k) → H2O(s) H = 6.01 kJ T=273.15 K Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 7

Hess Kanunu H değerleri birbiri ile kıyaslanabilir, aynı koşullar altında ölçülen ∆H değerleri toplanıp çıkarılabilir. Kimyasal tepkime entalpisi tepkimenin bir yada çok basamaklı olmasından bağımsızdır.

H’ın dolaylı olarak belirlenmesi: Hess Kanunu N2(g) + O2(g) → 2 NO(g) H = +180.50 kJ NO(g) + ½O2(g) → NO2(g) H = -57.07 kJ ½N2(g) + ½O2(g) → NO(g) H = +90.25 kJ 2. Reaksiyonun katsayılarını ikiye bölersem NO(g) + ½O2(g) → NO2(g) H = -57.07 kJ ½N2(g) + ½O2(g) → NO(g) H = +90.25 kJ ½N2(g) + O2(g) → NO2(g) H = +33.18 kJ TOPLAM

Soru 4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6 H2O(s) reaksiyonun entalpisini aşağıdaki reaksiyon entalpilerini kullanarak hesaplayınız N2(g) + 3H2(g)  2 NH3(g) ∆H = -92,22kJ N2(g) + O2(g)  2NO(g) ∆H = +180,5kJ 2H2(g) + O2(g)  2H2O(s) ∆H = -571,6kJ

Soru Kalsiyum karbid’in (CaC2) su ile reaksiyonundan asetilen (C2H2) elde edilir. CaC2 (k) + 2 H2O (s)  C2H2(g) + Ca(OH)2 (k) ∆ H = -128,0 kJ/mol 3,5g CaC2 125ml H2O ile reaksiyona girdiğinde açığa çıkan enerjiyi hesaplayınız?

Soru C(k) + O2(g) → CO2(g) ΔH = - 393,5 kJ CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2H2O ΔH = - 802,3 kJ C8H18 (s) + 25/2 O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O ΔH = -5074,1 kJ Olduğuna göre kömür, metan, oktan yakıtlarından hangisinin daha çevreci olduğunu söylersiniz?

Soru Dimetilhidrazin (N2H2(CH3)2) roket yakıtı olarak kullanılmakta ve oksijen ile yakıldığında aşağıdaki reaksiyonu vermektedir. ½ N2H2(CH3)2+ 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) + ½ N2(g) ∆H = -898,1kJ 1,00g N2H2(CH3)2(s) açık bir kapta yandığında açığa çıkacak ısıyı hesaplayınız. (H:1,0 g/mol N: 14,0 g/mol O: 16,0 g/mol C: 12,0 g/mol) (R= 8,314J/mol K R=0,082 L atm /mol K R= 1,987 cal/mol K)

SU ALKOL