ENTALPİ VE ENTROPİ 1.Entalpi ne demektir? Yazınız. Entalpi (H) termodinamik bir durum özelliğidir ve sistemin iç enerjisiyle basınç ve hacminin çarpımının toplamına eşittir. Entalpi, “kalorifik durum özelliği” olarak da tanımlanabilir. 2.Entalpi formülleri nelerdir? Yazınız.
Birim kütle için entalpi
İdeal gazlar için entalpi
İç enerji ile sıcaklık arasındaki bağıntı
Mayer bağıntısı
3. Basıncı 10 MPa ve sıcaklığı 450 °C olan H2O’nun sabit basınç özgül ısı (Cp) değerini hesaplayınız. Not: 10 Mpa basınç için kızgın buhar çizelgesinden 400 °C ve 500 °C sıcaklıklardaki özgül entalpi değerleri h400 °C = 3096,5 kJ/kg, h500 °C = 3373,7 kJ/kg’dır. VERİLENLER h500 °C = 3373,7 kJ/kg h400 °C = 3096,5 kJ/kg T2 = 500 °C T1 = 400 °C Cp= ?
4. Bir piston ve silindir düzeninde ilk hacim 0,1 m3 olup içerisinde 150 kPa basınç ve 25 °C sıcaklıkta azot (nitrojen) bulunmaktadır. Piston, azotun basıncı 1 MPa ve sıcaklığı 150 °C oluncaya kadar hareket ettirilmiş ve bu sırada 30 kJ’lük iş yapılmıştır. Bu işlem sırasındaki ısı transferini hesaplayınız. (Azot için Cp = 1,041 kj/kgK, Cv=0,7448 kj/kgK) VERİLENLER Azot için Cp = 1,0416 kj/kgK Cv=0,7448 kj/kgK T2 = 150 °C T1 = 25 °C V = 0,1 m3 P = 150 kPa W1,2 = 30 kJ Q1,2 = ? 5.Entropi ne demektir? Nasıl artar? Açıklayınız. Entropi termodinamiğin ikinci kanununun matematiksel bir ifadesi olarak sayılabilir. Clasius eşitsizliği olarak da tanımlanan bu özelliğe Entropi (S) adı verilir. Entropi, sistemdeki moleküler düzensizliğin bir ölçüsüdür. Entropi sistemin kötülük derecesini belirtir. Düzensizlik (belirsizlik) arttıkça entropide artar. Örneğin bir madde erirken veya buharlaşırken moleküllerinin hareketleri hızlandığında ve düzensizleştiğinde entropisi artar. Eğer bir sistem tam olarak düzenli ise entropisi sıfır olabilir. 6.Entropi değişimini ifade eden formül nedir? Yazınız. Entropi sistemin yaygın (bağımlı) bir özelliğidir. Birimi de kJ/K’dir.
7.Tersinir ve tersinmez işlem nedemektir ? Açıklayınız. Tersinir işlem: Eğer bir hâl değişimi gerçekleştikten sonra hem sistem hem de çevre ilk hâllerine döndürülebilirse hâl değişimi tersinirdir. Tersinmez işlem: Tersinir olmayan hâl değişimi de tersinmez hâl değişimidir. 8. Entropi geçisi ile enerji geçişi arasındaki fark nedir? Açıklayınız. Enerji geçişi ısı ve iş olarak gerçekleşir. Entropi geçişi ısı geçişi (kapalı sistemlerde) ile olur. Entropi geçişinin olmadığı enerji etkileşimi iştir. 9.Isı geçisi sistemin entropisini hangi şartlarda arttırır veya azaltır? Yazınız. Çevreden sisteme doğru olan ısı geçişi sistemin entropisini artırır. Sistemden çevreye doğru olan ısı geçişi de sistemin entropisini azaltır. 10.Entropi değişimine neden olan etkenler nelerdir? Yazınız. 1. Isı etkeni 2.Sistemden kütle akışı (açık sistemlerde) 3. Tersinmezlikler (açık sistemlerde) 11.Entropi işlemlerinde entropi geçişinin artı,eksi veya sıfır olacağı nasıl anlaşılır? Yazınız. Entropi geçişi çevreden sisteme doğru oluyorsa artı (+) Sistemden çevreye doğru oluyorsa eksi (-) alınacaktır. Adyabatik sistemler (Q=0) için entropi geçişi sıfırdır. 12. Bir hâl değişiminin tersinir mi, tersinmez mi, yoksa olanaksız mı olduğu nasıl belirlenir? Yazınız. Bir hâl değişiminin tersinir mi, tersinmez Toplam entropi değişimi şu bağıntı ile ifade edilir: mi, yoksa olanaksız mı olduğunu belirtmek için toplam entropi değişimini bulmak gerekir.
13. Entropi artışı ilkeleri nelerdir? Yazınız.
14.Entropiyi günlük hayattan da bir örnek vererek açıklayınız. Verimli insanlar; düşük entropide (oldukça düzenli) yaşarlar. Çünkü onlar için her şeyin yeri bellidir (en az kararsızlık) ve bir şeyi bulmak için en az enerjiyi harcar. Diğer yandan verimsiz insanlar, düzensiz ve yüksek entropili bir yaşam sürdürürler. Bulmak istedikleri bir şeyi dakikalarca hatta saatlerce ararlar ve arama işlemini düzenli bir biçimde yapamadıkları için büyük olasılıkla daha başka düzensizliklere yol açarlar. Yüksek entropili bir yaşam sürdüren insanlar her zaman bir koşturmaca içindedirler. 15. Bir durum değişimi sırasında 300 K sabit sıcaklıktaki çevre havaya Şekilde gösterildiği gibi 800 kJ ısı geçişi olmaktadır. Bu durum değişimi sırasında çevrenin entropi değişimini hesaplayınız.
16. İstemin iç enerjisiyle basınç ve hacminin çarpımının toplamı aşağıdaki termodinamik durumlardan hangisini ifade eder? A) Entropi B) Sıcaklık değişimi C) Entalpi D) İdeal Gaz Denklemi