‹çindekiler - Anadolu Üniversitesi

5. Ünite - Serbest Enerji
115
Eflitlik 5.6 kullan›larak,
( )
–1
−3 –1 –1
G° = H°−T∆ S° = − 1559,81 kJ mol –( 298, 15 K) − 310,
38×
10 kJ K mol
–1
–1 –1
= − 1559, 81 kJ mol + 92,
54 kJ mol = −1467,
27 kJ mol
olarak hesaplan›r. Görüldü¤ü gibi reaksiyon için standart reaksiyon entalpisi ile
standart reaksiyon entropisi kullan›larak elde edilen standart Gibbs serbest enerji
de¤ifliminin de¤eri standart Gibbs oluflum serbest enerjilerinden hesaplanan de¤er
(Örnek 5.5) ile ayn›d›r.
Helmholtz Serbest Enerjisi
Gibbs serbest enerjisi için yukar›da türetilen/verilen ba¤›nt›lar sabit bas›nç ve s›-
cakl›kta yürüyen süreçlere uygulanabilir. Süreçler bas›nc›n yerine hacmin sabit tutuldu¤u
bir koflulda da yürüyebilirler. Böyle bir süreç için de yukar›da verilen ba-
¤›nt›lar gibi ba¤›nt›lar türetilebilir.
Kapal› bir sistemde sabit hacimde ve s›cakl›kta yürüyen süreçlerin serbest enerjisi
için elde edilen ba¤›nt›lar, Helmholtz serbest enerjisi (A) ba¤›nt›lar›d›r. Bu k›-
s›mda Helmholtz serbest enerjisi için ba¤›nt›lar türetilmeyip sadece son halleri verilmifltir.
Helmholtz serbest enerjisi tan›m ba¤›nt›s›,
A= U−T S
(5.14)
olup Helmholtz serbest enerji de¤iflimi sonlu de¤iflmenin oldu¤u bir süreç için,
∆ A =∆U−T∆S
ve sonsuz küçük de¤iflmenin oldu¤u bir süreç için,
dA = dU −T dS
(5.15)
(5.16)
Gibbs serbest enerjisi ile
Helmholtz serbest enerjisi
G= A+
PV
∆ G=∆ A+∆( PV)
fleklinde iliflkilidir.
fleklindedir. Kapal› bir sistemde sabit s›cakl›kta yürüyen tersinir bir süreçte,
∆ A = w=
w maksimum
(T sabit, tersinir) (5.17)
olur. Buradaki ifl (w); her türlü ifli kapsamaktad›r. Bu nedenle Helmholtz serbest
enerji fonksiyonuna maksimum ifl fonksiyonu da denir. Kendili¤inden yürüyen
(tersinmez) bir süreçte ise ∆ A<
w olmak durumundad›r.
Örnek 5.3’de verilen n-hekzan›n 1 molünün buharlaflmas› sonucu iç enerji de¤iflimi
(∆U) 26,01 kJ oldu¤una göre bu süreç için ∆A niceli¤ini hesaplay›n›z ve sonucu
yorumlay›n›z (Gerekli olan de¤erler için Örnek 5.3’e bak›n›z).
ÖRNEK 5.7:
Çözüm:
Eflitlik 5.15’den,
−1 −1
−1
∆ A=∆U−T∆ S= 26, 01kJ mol − 28, 85 kJ mol =−2,
84 kJ mol
bulunur. Bir sistemde Helmholtz serbest enerji de¤iflimi (∆A) sistemin yapabilece-
¤i maksimum ifle eflittir. n-Hekzan›n buharlaflmas› ile çevreye PV–türü olmayan bir
iflin (w' ) yap›lmad›¤›n› (∆G=0) Örnek 5.3’ün çözümünde gördük. Ancak süreçteki
Helmholtz serbest enerji de¤iflimi sistemin çevreye 2,84 kJ’luk ifl yapt›¤›n› göstermektedir.
Bu ifl PV–türü ifl (w PV ) olup s›v› n-hekzan›n buharlaflarak gaz (buhar) haline
geçmesi nedeniyle hacim art›fl›ndan kaynaklanan ifltir.