Suyun faz durumlar? ve d?n???mleri. Suyun durumunun diyagram? Suyun durumunun faz diyagram?

Bir maddenin ger?ek gaz durumu ile s?v? durumu aras?ndaki ara durumuna genellikle denir. buharl? ya da sadece feribot. S?v?n?n buhara d?n???m? faz ge?i?i bir toplanma durumundan di?erine. Faz ge?i?i s?ras?nda maddenin fiziksel ?zelliklerinde ani bir de?i?iklik g?zlenir.

Bu t?r faz ge?i?lerine ?rnek olarak s?re? kaynama G?r?n???yle ak?c? ?slak doymu? buhar ve bunun ard?ndan nemsiz ortama ge?i? kuru doymu? buhar veya ters kaynatma i?lemi yo?unla?ma doymu? buhar.

Kuru doymu? buhar?n temel ?zelliklerinden biri, ona daha fazla ?s? verilmesinin buhar?n s?cakl???nda bir art??a, yani a??r? ?s?t?lm?? buhar durumuna ge?i?ine ve ?s?n?n uzakla?t?r?lmas?n?n ?slak duruma ge?i?e yol a?mas?d?r. doymu? buhar. ???NDE

Suyun faz durumlar?

?ekil 1. Su buhar?n?n T, s koordinatlar?ndaki faz diyagram?.

B?lgeBEN– gaz hali (ger?ek bir gaz?n ?zelliklerine sahip a??r? ?s?t?lm?? buhar);

B?lgeII– suyun ve doymu? su buhar?n?n denge durumu (iki fazl? durum). B?lge II ayn? zamanda buharla?ma b?lgesi olarak da adland?r?l?r;

B?lgeIII– s?v? hal (su). B?lge III, EK izotermiyle s?n?rl?d?r;

B?lgeIV– kat? ve s?v? fazlar?n denge durumu;

B?lgeV– kat? hal;

B?lge III, II ve I ayr?ld? s?n?r ?izgileri AK (sol ?izgi) ve KD (sa? ?izgi). AK ve KD s?n?r ?izgileri i?in ortak K noktas? ?zel ?zelliklere sahiptir ve denir. kritik nokta. Bu noktan?n parametreleri var Pcr, vcr Ve T cr Kaynayan suyun iki fazl? b?lgeyi atlayarak a??r? ?s?t?lm?? buhara d?n??t??? yer. Sonu? olarak Tcr'nin ?zerindeki s?cakl?klarda su bulunamaz.

Kritik nokta K a?a??daki parametrelere sahiptir:

Pcr= 22,136 MPa; vcr= 0,00326 m3 /kg; Tcr= 374,15 °C.

De?erler p, t, v Ve S her iki s?n?r ?izgisi i?in de su buhar?n?n termodinamik ?zelliklerine ili?kin ?zel tablolarda verilmi?tir.

Sudan su buhar? elde etme i?lemi

?ekil 2 ve 3, suyun kaynama noktas?na kadar ?s?t?lmas?, buhar olu?umu ve buhar?n a??r? ?s?t?lmas? i?lemlerini g?stermektedir. p, v- Ve T, s-diyagramlar.

Bas?n? alt?ndaki s?v? suyun ba?lang?? durumu P 0 ve 0 °C s?cakl??a sahip olan diyagramlarda g?sterilmi?tir. p, v Ve T, s nokta A. Is? verildi?inde P= s?cakl??? artar ve ?zg?l hacmi artar. Bir noktada suyun s?cakl??? kaynama noktas?na ula??r. Bu durumda durumu bir nokta ile g?sterilir B. Daha fazla ?s? sa?lanmas?yla buharla?ma hacimde g??l? bir art??la ba?lar. Bu durumda, iki fazl? bir ortam olu?ur - ad? verilen su ve buhar kar???m? ?slak doymu? buhar. Is?, s?v? faz?n buharla?mas?na harcand???ndan kar???m?n s?cakl??? de?i?mez. Bu a?amadaki buharla?ma s?reci izobarik-izotermaldir ve ?emada b?l?m olarak g?sterilmi?tir. M.?.. Daha sonra bir noktada t?m su buhara d?n???r. kuru doymu?. Bu durum diyagramda bir nokta ile g?sterilir C.

?ekil 2. Su ve su buhar? i?in P, v diyagram?.

?ekil 3. Su ve su buhar? i?in T, s diyagram?.

Daha fazla ?s? beslemesi ile buhar?n s?cakl??? artacak ve buhar?n a??r? ?s?nma s?reci meydana gelecektir. c-d. Nokta D a??r? ?s?t?lm?? buhar?n durumunu g?sterir. Nokta mesafesi D noktadan ?le a??r? ?s?t?lm?? buhar?n s?cakl???na ba?l?d?r.

Su ve buhar?n farkl? durumlar?na ili?kin miktarlar? g?steren indeksleme:

“0” indeksli de?er suyun ba?lang?? durumunu ifade eder;
“?” endeksli de?er, kaynama (doyma) s?cakl???na kadar ?s?t?lan suyu ifade eder;
“?” indeksli de?er kuru doymu? buhar? ifade eder;
endeksli miktar " X» ?slak doymu? buhar? ifade eder;
indekssiz de?er k?zg?n buhar? ifade eder.

Daha y?ksek bas?n?ta buharla?t?rma i?lemi p 1 > p 0 noktan?n ?u oldu?u belirtilebilir A, Suyun 0 ° C s?cakl?kta ve yeni bir bas?n?ta ba?lang?? durumunu g?steren, suyun ?zg?l hacmi neredeyse bas?n?tan ba??ms?z oldu?undan pratik olarak ayn? dikeyde kal?r.

Nokta B'(suyun doyma s?cakl???ndaki durumu) sa?a do?ru kayar. p, v-diyagram ve y?kselir T'ler-diyagram. Bunun nedeni, bas?n? artt?k?a doyma s?cakl???n?n ve dolay?s?yla suyun ?zg?l hacminin artmas?d?r.

Nokta C'(kuru doymu? buhar durumu) sola kayar, ??nk? artan bas?n?la birlikte s?cakl?ktaki art??a ra?men spesifik buhar hacmi azal?r.

Bir?ok noktay? birle?tirme B Ve C farkl? bas?n?larda alt ve ?st s?n?r e?rilerini verir tamam Ve kc.?tibaren p, v- Diyagram, bas?n? artt?k?a belirli hacimlerdeki fark?n artt???n? g?stermektedir v? Ve v? azal?r ve belli bir bas?n?ta s?f?ra e?it olur. Kritik olarak adland?r?lan bu noktada s?n?r e?rileri birle?ir. tamam Ve kc. Noktaya kar??l?k gelen durum k, isminde kritik.??inde buhar ve suyun ayn? spesifik hacimlere sahip olmas? ve ?zelliklerinde birbirinden farkl? olmamas? ile karakterize edilir. E?risel bir ??gende yer alan b?lge bkc(V p, v-diyagram), nemli doymu? buhara kar??l?k gelir.

A??r? ?s?t?lm?? buhar?n durumu, ?st s?n?r e?risinin ?zerinde yer alan noktalarla temsil edilir kc.

A??k T, s-diyagram alan? 0 kar?n kaslar? s?v? suyu doyma s?cakl???na kadar ?s?tmak i?in gereken ?s? miktar?na kar??l?k gelir.

Sa?lanan ?s? miktar?, J/kg, buharla?ma ?s?s?na e?ittir R, alana g?re ifade edilir s'bcs, ve bunun i?in a?a??daki ili?ki ge?erlidir:

R = T(s? — s?).

Su buhar?n?n a??r? ?s?t?lmas? s?recinde sa?lanan ?s? miktar? alanla temsil edilir. s?cd'ler.

A??k T, s Diyagram, bas?n? artt?k?a buharla?ma ?s?s?n?n azald???n? ve kritik noktada s?f?ra e?it oldu?unu g?stermektedir.

Genellikle T, s-diyagram teorik ?al??malarda kullan?l?r, ??nk? pratik kullan?m?, ?s? miktarlar?n?n e?risel ?ekillerin alanlar?yla ifade edilmesi ger?e?i nedeniyle b?y?k ?l??de engellenmektedir.

Termodinamik ders notlar?mdaki materyallere ve “Enerjinin Temelleri” ders kitab?na dayanmaktad?r. Yazar G. F. Bystritsky. 2. bask?, rev. ve ek - M.: KNORUS, 2011. - 352 s.

Suyun durumu geni? bir s?cakl?k ve bas?n? aral???nda incelenmi?tir. Y?ksek bas?n?larda buzun en az on kristal modifikasyonunun varl??? tespit edilmi?tir. En ?ok incelenen buz I'dir - buzun do?ada bulunan tek modifikasyonu.

Bir maddenin ?e?itli modifikasyonlar?n?n varl??? - polimorfizm - durum diyagramlar?n?n karma??kl???na yol a?ar.

Koordinatlarda suyun faz diyagram? R - T?ekil 6'da sunulmu?tur. 3'ten olu?ur faz alanlar?- ?e?itli alanlar R, T- suyun belirli bir faz formunda bulundu?u de?erler - buz, s?v? su veya buhar (?ekilde s?ras?yla L, F ve P harfleriyle g?sterilmi?tir). Bu faz alanlar? 3 s?n?r e?risiyle ayr?lm??t?r.

AB E?risi - buharla?ma e?risi, ba??ml?l??? ifade eder s?cakl?ktan s?v? suyun buhar bas?nc?(veya tam tersi, suyun kaynama noktas?n?n bas?nca ba??ml?l???n? temsil eder). Ba?ka bir deyi?le bu ?izgi iki fazl? dengeye kar??l?k gelir.

s?v? su buhard?r ve faz kural? kullan?larak hesaplanan serbestlik derecesi say?s? ?LE= 3 - 2 = 1. Bu dengeye denir tek de?i?kenli. Bu, sistemin tam bir a??klamas? i?in yaln?zca belirlemenin yeterli oldu?u anlam?na gelir. bir de?i?ken- ya s?cakl?k ya da bas?n?, ??nk? Belirli bir s?cakl?k i?in yaln?zca bir denge bas?nc? vard?r ve belirli bir bas?n? i?in yaln?zca bir denge s?cakl??? vard?r.

AB ?izgisinin alt?ndaki noktalara kar??l?k gelen bas?n? ve s?cakl?klarda s?v? tamamen buharla?acakt?r ve bu b?lge buhar b?lgesidir. Belirli bir tek fazl? b?lgedeki bir sistemi tan?mlamak i?in iki ba??ms?z de?i?kene ihtiya? vard?r: s?cakl?k ve bas?n? ( ?LE = 3 - 1 = 2).

AB ?izgisinin ?zerindeki noktalara kar??l?k gelen bas?n? ve s?cakl?klarda, buhar tamamen s?v?ya yo?unla??r ( ?LE= 2). AB buharla?ma e?risinin ?st s?n?r?, kritik nokta olarak adland?r?lan B noktas?ndad?r (su i?in 374.2°С ve 218.5 ATM.). Bu s?cakl???n ?zerinde s?v? ve buhar fazlar? ay?rt edilemez hale gelir (s?v?/buhar aray?z? kaybolur), dolay?s?yla F = 1.

AC Hatt? - ba??ml?l??? yans?tan bu buz s?blimasyon e?risi (bazen s?blimasyon ?izgisi olarak da adland?r?l?r) s?cakl?k ?zerindeki buzun ?zerindeki su buhar? bas?nc?. Bu ?izgi, tek de?i?kenli buz <-> buhar dengesine kar??l?k gelir ( ?LE=1). AC ?izgisinin ?st?nde buz alan?, alt?nda ise buhar alan? bulunur.

?ekil 6. Suyun faz diyagram?

anormal: s?v? su buzdan daha az hacim kaplar. Bas?n?taki bir art?? dengede s?v? olu?umuna do?ru bir kaymaya neden olacakt?r; donma noktas? d??ecektir.

Buzun y?ksek bas?n?larda erime e?risinin seyrini belirlemek i?in ilk kez Bridgman taraf?ndan ger?ekle?tirilen ?al??malar, buzun mevcut t?m kristalin modifikasyonlar?n?n, birincisi hari?, sudan daha yo?un oldu?unu g?sterdi. Dolay?s?yla AD ?izgisinin ?st s?n?r?, buz I (s?radan buz), buz III ve s?v? suyun dengede bir arada bulundu?u D noktas?d?r. Bu nokta -22?С ve 2450'de ATM.

Hava yoklu?unda suyun ??l? noktas? (?? faz?n - s?v?, buz ve buhar - dengesini yans?tan bir nokta) 0.0100?С'de bulunur ( T = 273,16k) ve 4,58 mm Hg. Serbestlik derecesi say?s? ?LE= 3-3 = 0 ve b?yle bir dengeye de?i?mez denir.

Bu diyagram ?ekil 2'de g?sterilmektedir. 6.5. Faz diyagram?n?n e?rilerle s?n?rlanan alanlar?, maddenin yaln?zca bir faz?n?n kararl? oldu?u ko?ullara (s?cakl?klar ve bas?n?lar) kar??l?k gelir. ?rne?in diyagram?n VT ve TC e?rileriyle s?n?rlanan noktalar?na kar??l?k gelen herhangi bir s?cakl?k ve bas?n? de?erinde su s?v? halde bulunur. Diyagramda AT ve TC e?rilerinin alt?nda yer alan noktalara kar??l?k gelen herhangi bir s?cakl?k ve bas?n?ta su, buhar halinde bulunur.

Faz diyagram? e?rileri, herhangi iki faz?n birbiriyle dengede oldu?u ko?ullara kar??l?k gelir. ?rne?in TC e?risinin noktalar?na kar??l?k gelen s?cakl?k ve bas?n?larda su ve buhar? dengededir. Bu, su buhar? bas?n? e?risidir (bkz. ?ekil 3.13). Bu e?rinin X noktas?nda s?v? su ve buhar, 373 K (100 °C) s?cakl?kta ve 1 atm (101,325 kPa) bas?n?ta dengededir; X noktas? suyun 1 atm bas?n?taki kaynama noktas?n? temsil eder.

AT e?risi buzun buhar bas?nc? e?risidir; b?yle bir e?riye genellikle s?blimle?me e?risi denir.

BT e?risi bir erime e?risidir. Bas?nc?n buzun erime noktas?n? nas?l etkiledi?ini g?sterir: bas?n? artarsa erime noktas? biraz d??er. Erime s?cakl???n?n bas?nca b?yle bir ba??ml?l??? nadirdir. A?a??da ele al?nan karbondioksitin faz diyagram? ?rne?inde g?rece?imiz gibi, tipik olarak bas?n?taki bir art?? kat? olu?umuna yard?mc? olur. Su s?z konusu oldu?unda, bas?n?taki bir art??, buz kristalindeki su molek?llerini birbirine ba?layan ve bunlar?n hacimli bir yap? olu?turmas?na neden olan hidrojen ba?lar?n?n tahrip olmas?na yol a?ar. Sonu? olarak

Pirin?. 6.5. Suyun faz diyagram?.

Hidrojen ba?lar? yok edildi?inde daha yo?un bir s?v? faz olu?ur (bkz. B?l?m 2.2).

VT e?risindeki Y noktas?nda buz, 273 K (0 °C) s?cakl?kta ve 1 atm bas?n?ta su ile dengededir. 1 atm bas?n?ta suyun donma noktas?n? temsil eder.

ST e?risi, donma noktas?n?n alt?ndaki s?cakl?klarda suyun buhar bas?nc?n? g?sterir. Su normalde donma noktas?n?n alt?ndaki s?cakl?klarda s?v? olarak mevcut olmad???ndan, bu e?ri ?zerindeki her nokta yar? kararl? durumdaki suya kar??l?k gelir. Bu, uygun s?cakl?k ve bas?n?ta suyun en kararl? (kararl?) durumda olmad??? anlam?na gelir. Bu e?rinin noktalar?yla tan?mlanan, yar? kararl? durumdaki suyun varl???na kar??l?k gelen olaya a??r? so?uma ad? verilir.

Faz diyagram?nda ?zellikle ilgi ?ekici olan iki nokta vard?r. ?ncelikle suyun buhar bas?nc? e?risinin C noktas?nda bitti?ini belirtelim. Buna suyun kritik noktas? denir. Bu noktan?n ?zerindeki s?cakl?k ve bas?n?larda, su buhar? bas?n?taki herhangi bir art??la s?v? suya d?n??t?r?lemez (ayr?ca bkz. B?l?m 3.1). Ba?ka bir deyi?le, bu noktan?n ?zerinde suyun buhar ve s?v? halleri art?k ay?rt edilemez. Suyun kritik s?cakl??? 647 K, kritik bas?nc? ise 220 atm'dir.

Faz diyagram?ndaki T noktas?na ??l? nokta denir. Bu noktada buz, s?v? su ve su buhar? birbiriyle denge halindedir. Bu nokta 273,16 K s?cakl??a ve atm bas?nc?na kar??l?k gelir. Yaln?zca belirtilen s?cakl?k ve bas?n? de?erlerinde suyun ?? faz? da birbirleriyle dengede olacak ?ekilde bir arada bulunabilir.

Don iki ?ekilde olu?abilir: ?iyden veya do?rudan nemli havadan.

?i?den don olu?umu. ?i?, s?cakl??? d??t???nde nemli hava so?udu?unda olu?an sudur ve ?ekil 1'deki TC e?risini (atmosfer bas?nc?nda) keser. 6.5. S?cakl?k BT e?risini ge?ecek kadar d??t???nde ?i? donmas? sonucu don olu?ur.

Do?rudan nemli havadan don olu?umu. Don, yaln?zca suyun buhar bas?nc?n?n ??l? T noktas?n?n bas?nc?n? a?mas? durumunda ?iyden olu?ur; daha fazla ATM. Su buhar? bas?nc? bu de?erden d???kse, ?n ?iy olu?umu olmadan do?rudan nemli havadan don olu?ur. Bu durumda, azalan s?cakl?k ?ekil 2'deki e?riyi ge?ti?inde ortaya ??kar. 6.5. Bu ko?ullar alt?nda kuru don olu?ur.

Gibbs faz kural?n?n tek bile?enli sistemlere uygulanmas?. Su ve k?k?rt?n faz diyagramlar?

Tek bile?enli sistem i?in ?LE=1 ve faz kural? ?u ?ekilde yaz?l?r:

C = 3- F

E?er F= 1 ise ?LE=2, diyorlar ki sistem iki de?i?kenli;
F= 2 ise ?LE=1, sistem tek de?i?kenli;
F= 3 ise ?LE = 0, sistem de?i?mez.

Bas?n? aras?ndaki ili?ki ( R), s?cakl?k ( T) ve hacim ( V) fazlar ?? boyutta temsil edilebilir faz diyagram?. Her nokta (adland?r?l?r) mecazi nokta) b?yle bir diyagramda baz? denge durumlar?n? g?sterir. Bu diyagram?n b?l?mleriyle bir d?zlem kullanarak ?al??mak genellikle daha uygundur. R – T(saatte V = sabit) veya u?ak P-V(saatte T = sabit). A?a??da sadece bir d?zlemle kesit durumunu ele alaca??z. R – T(saatte V = sabit).

Bir maddenin ?e?itli modifikasyonlar?n?n varl??? - polimorfizm - durum diyagramlar?n?n karma??kl???na yol a?ar.

Koordinatlarda suyun faz diyagram? R – T?ekil 15'te sunulmaktad?r. 3'ten olu?ur faz alanlar?- ?e?itli alanlar R, T- suyun belirli bir faz formunda bulundu?u de?erler - buz, s?v? su veya buhar (?ekilde s?ras?yla L, F ve P harfleriyle g?sterilmi?tir). Bu faz alanlar? 3 s?n?r e?risiyle ayr?lm??t?r.

AB E?risi - buharla?ma e?risi, ba??ml?l??? ifade eder s?cakl?ktan s?v? suyun buhar bas?nc?(veya tersine, suyun kaynama noktas?n?n d?? bas?nca ba??ml?l???n? temsil eder). Ba?ka bir deyi?le bu ?izgi iki fazl? dengeye kar??l?k gelir.

S?v? su <-> buhar ve faz kural?na g?re hesaplanan serbestlik derecesi say?s? ?LE= 3 – 2 = 1. Bu dengeye denir tek de?i?kenli. Bu, sistemin tam bir a??klamas? i?in yaln?zca belirlemenin yeterli oldu?u anlam?na gelir. bir de?i?ken- Ya s?cakl?k ya da bas?n?, ??nk? belirli bir s?cakl?k i?in yaln?zca bir denge bas?nc? vard?r ve belirli bir bas?n? i?in yaln?zca bir denge s?cakl??? vard?r.

AC Hatt? - ba??ml?l??? yans?tan bu buz s?blimasyon e?risi (bazen s?blimasyon ?izgisi olarak da adland?r?l?r) s?cakl?k ?zerindeki buzun ?zerindeki su buhar? bas?nc?. Bu ?izgi, tek de?i?kenli buz <-> buhar dengesine kar??l?k gelir ( ?LE= 1). AC ?izgisinin ?st?nde buz alan?, alt?nda ise buhar alan? bulunur.

AD ?izgisi - erime e?risi, ba??ml?l??? ifade eder buzun erime s?cakl???na kar?? bas?n? ve tek de?i?kenli buz <-> s?v? su dengesine kar??l?k gelir. ?o?u madde i?in AD ?izgisi dikeyden sa?a do?ru sapar, ancak suyun davran??? anormaldir: s?v? su buzdan daha az hacim kaplar. Bas?n?taki bir art?? dengenin s?v? olu?umuna do?ru kaymas?na neden olur, yani donma noktas? d??er.

Pirin?. 15. Suyun faz diyagram?

Su ?rne?ini kullan?rsak, faz diyagram?n?n her zaman ?ekil 15'te g?sterildi?i kadar basit olmad??? a??kt?r. Su, kristal yap?lar?nda farkl?l?k g?steren bir?ok kat? faz formunda mevcut olabilir (bkz. ?ekil 16).

Pirin?. 16. Geni? bir bas?n? de?erleri aral???nda suyun geni?letilmi? faz diyagram?.

Havan?n yoklu?unda suyun ??l? noktas? (?? faz?n - s?v?, buz ve buhar - dengesini yans?tan bir nokta) 0,01?С'de bulunur ( T = 273,16k) ve 4,58 mmHg. Serbestlik derecesi say?s? ?LE= 3-3 = 0 ve b?yle bir dengeye de?i?mez denir.

Havan?n varl???nda ?? faz 1'de dengededir. ATM. ve 0°С ( T = 273,15k). Havadaki ??l? noktan?n azalmas? a?a??daki nedenlerden kaynaklanmaktad?r:

1. Havan?n s?v? sudaki ??z?n?rl??? 1 ATM bu ??l? noktada 0,0024?С oran?nda bir azalmaya yol a?ar;

2. Bas?n?ta 4,58'den art?? mmHg. 1'e kadar ATM bu da ??l? noktay? 0,0075?С daha azalt?r.

Bir maddenin ?e?itli modifikasyonlar?n?n varl??? - polimorfizm - durum diyagramlar?n?n karma??kl???na yol a?ar.

AC Hatt? - ba??ml?l??? yans?tan bu buz s?blimasyon e?risi (bazen s?blimasyon ?izgisi olarak da adland?r?l?r) s?cakl?k ?zerindeki buzun ?zerindeki su buhar? bas?nc?. Bu ?izgi, tek de?i?kenli buz <-> buhar dengesine kar??l?k gelir ( ?LE= 1). AC ?izgisinin ?st?nde buz alan?, alt?nda ise buhar alan? bulunur.

Y?ksek bas?n?larda buzun erime e?risini belirlemek i?in Bridgman'?n ?nc?l???n? yapt??? ?al??malar ?unu g?sterdi: mevcut Buzun kristalin modifikasyonlar?, birincisi hari?, sudan daha yo?undur. Dolay?s?yla AD ?izgisinin ?st s?n?r?, buz I (s?radan buz), buz III ve s?v? suyun dengede bir arada bulundu?u D noktas?d?r. Bu nokta –22?С ve 2450'de bulunur ATM.

Pirin?. 15. Suyun faz diyagram?

Pirin?. 16. Geni? bir bas?n? de?erleri aral???nda suyun geni?letilmi? faz diyagram?.

Havan?n varl???nda ?? faz 1'de dengededir. ATM. ve 0°С ( T = 273,15k). Havadaki ??l? noktan?n azalmas? a?a??daki nedenlerden kaynaklanmaktad?r:

1. Havan?n s?v? sudaki ??z?n?rl??? 1 ATM bu ??l? noktada 0,0024?С oran?nda bir azalmaya yol a?ar;

2. Bas?n?ta 4,58'den art?? mmHg. 1'e kadar ATM bu da ??l? noktay? 0,0075?С daha azalt?r.

Al?nan materyalle ne yapaca??z:

Bu materyal sizin i?in yararl? olduysa, onu sosyal a?lardaki sayfan?za kaydedebilirsiniz:

Bu b?l?mdeki t?m konular:

Fiziksel kimyan?n konusu ve ?nemi
Fiziksel kimya, kimyasal ve fiziksel olaylar aras?ndaki ili?kiyi inceler. Kimyan?n bu b?l?m? kimya ve fizik aras?ndaki s?n?r ?izgisidir. Teorik ve deneysel y?ntemlerin kullan?lmas?

Fiziksel kimyan?n geli?im tarihinin k?sa ?zeti
"Fiziksel kimya" terimi ve bu bilimin tan?m? ilk kez 1752-1754'te M.V. Bilimler Akademisi ??rencilerine fizikokimya dersi verdi ve bu dersin tasla??n? b?rakt?: “Vve

Enerji. Enerjinin korunumu ve d?n???m? kanunu
Maddenin ayr?lmaz bir ?zelli?i (niteli?i) harekettir; maddenin kendisi gibi yok edilemez. Maddenin hareketi, birbirine d?n??ebilen farkl? formlarda kendini g?sterir. Hareketleri ?l?

Termodinami?in konusu, y?ntemi ve s?n?rlar?
Dikkatini ?ok ?e?itli s?re?lerde enerji aktar?m bi?imleri olarak ?s? ve i?e odaklayan termodinamik, inceleme kapsam?na ?ok say?da enerji ba??ml?l???n? dahil eder.

Is? ve i?
Bir v?cuttan di?erine ge?i? s?ras?nda hareket bi?imindeki de?i?iklikler ve buna kar??l?k gelen enerji d?n???mleri ?ok ?e?itlidir. Hareketin kendisinin ge?i?inin bi?imleri ve onunla ili?kili enerji d?n???mleri

Is? ve i? e?itli?i
Is? ve i? aras?ndaki kar??l?kl? ge?i?ler s?ras?ndaki sabit e?de?er ili?ki, D.P. Joule'un (1842-1867) klasik deneylerinde kurulmu?tur. Tipik bir Joule deneyi a?a??daki gibidir (

?? enerji
Dairesel olmayan bir s?re? i?in sistem orijinal durumuna d?nmedi?inden e?itlik (I, 1) sa?lanmaz. Bunun yerine dairesel olmayan bir s?re? i?in e?itlikler yaz?labilir (katsay? atlanarak)

Termodinami?in birinci yasas?
Termodinami?in birinci yasas? (birinci yasas?) do?rudan enerjinin korunumu yasas?yla ilgilidir. Kimyasal olanlar da dahil olmak ?zere ?e?itli i?lemler s?ras?nda enerji dengesini hesaplaman?za olanak tan?r.

Durum denklemleri
Dengedeki bir sistemin bir?ok ?zelli?i ve onu olu?turan fazlar birbirine ba?l?d?r. Birindeki de?i?iklik di?erlerinde de de?i?ikli?e neden olur. aras?ndaki niceliksel i?levsel ba??ml?l?klar

?e?itli s?re?lerin i?letilmesi
Pek ?ok enerji s?reci i? ad? alt?nda birle?iyor; Bu s?re?lerin ortak ?zelli?i, d??ar?dan etki eden kuvveti yenmek i?in sistemin enerji harcamas?d?r. Bu t?r s?re?ler ?unlar? i?erir:

Is? kapasitesi. ?e?itli proseslerin ?s?s?n?n hesaplanmas?
Bir cismin spesifik (s) veya molar (C) ?s? kapasitesinin deneysel olarak belirlenmesi, bir maddenin bir gram? veya bir mol?n? ?s?t?rken emilen Q ?s?s?n?n ?l??lmesinden olu?ur.

Kalori katsay?lar?
U sisteminin i? enerjisi, durumun bir fonksiyonu olarak, sistemin ba??ms?z de?i?kenlerinin (durum parametrelerinin) bir fonksiyonudur.

En basit sistemlerde i? fakt?rleri dikkate alaca??z.
Termodinami?in birinci yasas?n?n ideal bir gaza uygulanmas?

?deal bir gaz?, yani bir mol durumu Mendeleev-Clapeyron denklemiyle tan?mlanan bir gaz? ele alal?m:
Gazlarda adyabatik s?re?ler

Bir termodinamik sistemin, tersinir olmas? ve sistem ile sistem aras?nda ?s? al??veri?i olmayacak ?ekilde termal olarak izole edilmesi durumunda, adyabatik bir s?re?ten ge?ti?i s?ylenir.
Entalpi

Sadece genle?me i?inin yap?ld??? prosesler i?in termodinami?in birinci kanununun denklemi ?u ?ekli al?r: dQ = dU + PdV (I, 51) E?er proses sabit bir s?cakl?kta meydana geliyorsa
Kimyasal de?i?ken. Kimyasal ve faz d?n???mlerinin e?lik etti?i s?re?ler i?in termodinami?in birinci yasas?n?n form?lasyonu

Denklemler (I, 27), (I, 28) ve termodinami?in birinci yasas?n?n daha ?nce verilen form?lasyonlar?, kimyasal veya kimyasal olup olmad???na bak?lmaks?z?n herhangi bir kapal? denge sistemi i?in ge?erlidir.
Kimyasal d?n???mler s?ras?nda reaksiyon ?r?nlerinin i? enerjisinin ba?lang?? maddelerinin i? enerjisinden farkl? olmas? nedeniyle sistemin i? enerjisinde bir de?i?iklik meydana gelir.

Termal etkinin s?cakl??a ba??ml?l???. Kirchhoff denklemi
Hess kanununa g?re, bir reaksiyonun termal etkisini, t?m reaktantlar?n olu?um veya yanma ?s?lar?n?n bilindi?i s?cakl?kta (genellikle 298K) hesaplamak m?mk?nd?r. Ancak s?kl?kla

Kendili?inden ve kendili?inden olmayan s?re?ler
Termodinami?in birinci yasas?ndan ve ?e?itli s?re?ler s?ras?nda bundan kaynaklanan cisimler aras?ndaki enerji al??veri?i yasalar?ndan, genel olarak bu s?recin m?mk?n olup olmad??? konusunda bir sonuca varmak imkans?zd?r.

Termodinami?in ikinci yasas?
En yayg?n ve kesinlikle kendili?inden ger?ekle?en s?re?ler, ?s?n?n s?cak bir cisimden so?uk olana aktar?lmas? (termal iletim) ve i?in ?s?ya ge?i?idir (s?rt?nme). As?rlard?r s?ren ya?am

Entropi de?i?imini hesaplama y?ntemleri
Entropiyi belirleyen denklemler (II, 12) ve (II, 13), sistemin entropisindeki de?i?imin termodinamik hesab? i?in tek ba?lang?? denklemleridir. Denklemdeki elemental ?s?n?n de?i?tirilmesi.

Planck'?n varsay?m?
Denklem (II, 3) kullan?larak sistemin entropisinin mutlak de?erini hesaplamak imkans?zd?r. Bu olas?l?k, form?le edilen termodinami?in iki kanunundan kaynaklanmayan yeni, kan?tlanamaz bir konum taraf?ndan sa?lanmaktad?r.

Mutlak entropi de?erleri
Planck'?n varsay?m?, kimyasal bile?iklerin entropisinin mutlak de?erlerini hesaplamak i?in kimyasal s?re?lerin termodinamik ?al??mas?nda kullan?l?r - b?y?k ?nem ta??yan miktarlar

Standart entropi. Kimyasal reaksiyon s?ras?nda entropi de?i?imi
Entropi, di?er termodinamik fonksiyonlar gibi genellikle maddenin standart durumu olarak an?l?r.

Standart durumun standart ko?ullarla karakterize edildi?ini hat?rlay?n
Entropinin istatistiksel yorumu

Durumun bir fonksiyonu olarak entropi kavram? makroskobik bir kavrama dayanmaktad?r. Termodinami?in ikinci yasas?n?n ge?erlili?i, geri d?n??? olmayan s?re?lerin ger?ekli?i ile ili?kilidir. Geri d?n??? olmayan?n aksine
Helmholtz enerjisi

Termodinami?in ikinci yasas?n?n, yal?t?lm?? sistemlerde s?re?lerin kendili?inden ortaya ??kmas?yla ilgili kriterleri belirledi?ini hat?rlayal?m. Ancak bu t?r ko?ullar (?evreyle enerji ve madde al??veri?inin olmamas?)
Gibbs'in enerjisi

Karakteristik fonksiyonlar. Temel (kanonik) durum denklemleri
Daha ?nce sistemin a?a??daki termodinamik fonksiyonlar?n? - ?zelliklerini tan?mlam??t?k: i? enerji U, entalpi H, entropi S, Helmholtz enerjisi F, Gibbs enerjisi G

Maxwell'in ili?kileri
?imdi karakteristik fonksiyonlar?n ikinci karma t?revlerini ele alal?m. Denklemleri (III, 26) dikkate alarak ?unu yazabiliriz:

Gibbs-Helmholtz denklemi
Gibbs-Helmholtz denklemi, kimyasal reaksiyonlar?n ?s?s?n?n s?cakl??a ba??ml?l??? durumunda, herhangi bir s?cakl?kta kimyasal reaksiyonlara e?lik eden Gibbs enerjisindeki de?i?ikli?in belirlenmesine olanak tan?r.

?deal gaz kar???m?n?n Gibbs enerjisi. Kimyasal potansiyelin belirlenmesi
Gibbs enerjisi, ideal gazlar?n bir kar???m? i?in de?erinin hesaplanmas?n? m?mk?n k?lan kapsaml? bir fonksiyondur.

G?sterildi?i gibi b?lmelerle b?l?mlere ayr?lm?? bir tank hayal edelim.
Kimyasal Potansiyel

“Kimyasal potansiyel” kavram?n?n anlam?n? a??kl??a kavu?turmak i?in, (III.51) ifadesini P ve T sabitinde bir ?arp?m olarak ay?rt edelim:
Faz ge?i?leri. Clapeyron-Clausius denklemi

Saf bir maddenin dengede olan bir?ok faz?ndan olu?an bir sistemde, maddenin bir fazdan di?erine ge?i?leri m?mk?nd?r. Bu t?r ge?i?lere faz ge?i?leri denir.
Birinci dereceden faz ge?i?leri. Erime. Buharla?ma

Dengede bir arada bulunan iki faz?n izobarik potansiyellerinin e?itli?i ve Gibbs enerjisinin ilk t?revlerinde (entropi ve hacim) ani bir de?i?iklik ile karakterize edilen faz ge?i?leri
?kinci dereceden faz ge?i?leri

?kinci dereceden faz ge?i?i, bir maddenin bir fazdan di?erine denge ge?i?idir; burada Gibbs enerjisinin s?cakl?k ve bas?nca g?re yaln?zca ikinci t?revleri aniden de?i?ir.
Doymu? buhar bas?nc?n?n s?cakl??a ba??ml?l???

Bir s?v?n?n doymu? buhar bas?nc? artan s?cakl?kla keskin bir ?ekilde artar. Bu, baz? s?v?lar?n erime noktalar?ndan ba?layarak buhar bas?nc? e?rilerini g?steren ?ekil 12'de g?r?lebilir.
Genel denge ko?ullar?

Sabit bas?n? ve s?cakl?kta dengede olan herhangi bir kapal? sistem a?a??daki ili?kiyle karakterize edilir:
Gibbs faz kural?

1876'da Gibbs, sistemin dengedeki faz say?s?n? (F), bile?en say?s?n? (K) ve serbestlik derecesi say?s?n? (C) birbirine ba?layan basit bir form?l t?retti. Dengede ?unlar? yapmal?y?z
Tek bile?enli bir sistem i?in K = 1 ve faz kural? ?u ?ekilde yaz?lm??t?r: C = 3 – F E?er F = 1 ise C = 2 ise sistemin iki de?i?kenli oldu?unu s?ylerler;

K?k?rt faz diyagram?
Kristalin k?k?rt iki modifikasyon formunda mevcuttur - ortorombik (Sp) ve monoklinik (Sm). Bu nedenle d?rt faz?n varl??? m?mk?nd?r: e?kenar d?rtgen, mo

Kitlesel eylem yasas?. Gaz faz? reaksiyonlar? i?in denge sabiti
A?a??daki denkleme g?re gaz halindeki A1, A2 ... Ai, A'1, A'2 ... A'i maddeleri aras?nda kimyasal olarak tersinir bir reaksiyonun meydana geldi?ini varsayal?m:

Kimyasal reaksiyon izoterm denklemi
?deal gazlar?n bir kar???m?nda denkleme g?re bir kimyasal reaksiyonun meydana geldi?ini varsayal?m.

Kimyasal afinite kavram?
Baz? maddelerin birbirleriyle kolay ve h?zl? bir ?ekilde reaksiyona girmesi, baz?lar?n?n zorlukla ve baz?lar?n?n ise hi? reaksiyona girmemesi ger?e?inden, ?zel bir kimyasal afinitenin varl??? veya yoklu?u varsay?m? ortaya ??kar.

Denge kar???mlar?n?n bile?imini hesaplamak i?in k?tle etki yasas?n? kullanma
Kararl? durum dengesindeki sistemin bile?imini ve dolay?s?yla reaksiyon ?r?n?n?n/?r?nlerinin verimini belirlemek i?in denge sabitinin ve ba?lang?? kar???m?n?n bile?iminin bilinmesi gerekir.

Birle?tirmek
Heterojen kimyasal dengeler

K?tle etkisi yasas?, ideal gazlar?n hal yasas? kullan?larak t?retilmi?tir ve ?ncelikle gaz kar???mlar?na uygulanabilir. Bununla birlikte, ?nemli de?i?iklikler olmaks?z?n ?nemli durumlara uygulanabilir.
S?cakl???n kimyasal dengeye etkisi. Bir kimyasal reaksiyonun izobar denklemi

K0'?n s?cakl??a ba??ml?l???n? diferansiyel bi?imde belirlemek i?in Gibbs-Helmholtz denklemini kullan?yoruz (III, 41)
Le Chatelier-Brown ilkesi

Dengeden ??kan bir sistem tekrar denge durumuna d?ner. Le Chatelier ve Brown, nas?l tahmin edilece?ini tahmin etmek i?in kullan?labilecek basit bir ilkeyi a??klad?lar.
Nernst'in termal teoremi

Gibbs enerjisindeki de?i?imin ve dolay?s?yla kimyasal reaksiyonlar?n denge sabitlerinin do?rudan ve basit hesaplanmas?, kimyasal reaksiyonun ?s?s? ve mutlak de?erler biliniyorsa zorluklara neden olmaz
?deal olmayan sistemlerde kimyasal denge

K?tle etkisi yasas? (V, 5), daha ?nce de belirtildi?i gibi, yaln?zca ideal gazlara (veya ideal ??z?mlere) uygulanabilir. Bu t?r sistemler i?in reaksiyona giren sistemin denge ba??l k?smi bas?n?lar?n?n ?arp?m?
Entalpinin bas?nca ba??ml?l???n? de?erlendirirken, toplam diferansiyeli i?in iyi bilinen ifadeyi kullanaca??z (III, 27): dH = VdP + TdS Divide e