Malzeme ve Enerji DenklikleriYrd. Do. Dr. Atilla EVCN

Giri Birim Sistemleri Reaksiyon eitleri; Stokiyometrik Hesaplamalar; Madde Denklii Hesaplamalar; Enerji Denklii; Seilmi Proseslerde Madde ve Is Denklikleri Uygulamalar.

Deerlendirme Arasnav % 40 dev % 10 Final % 50

dev teslim tarihi Teslim Dosya ad

: 20 Nisan 2010 : evcin@aku.edu.tr : grupno.xls

Introduction to Material and Energy Balances G.V. Reklaitis, 1983, Wiley

Mass and Energy Balances in Materials Engineering Mark A. Schlesinger, 1995 Prentice Hall

Sinai Stokiometri hsan atalta, 1982, nklap Kitabevi

Stokiometri Hayri Yaln, Metin Gr, 2005, Palme Yaynclk

Kimya !!! Temel bilimlerden biri olan kimya, genel anlamdamadde, maddenin deiimi ve madde-enerji ilikilerini inceleyen bilim daldr. Daha zel bir tanm yaplacaksa; "kimya, kimyasal reaksiyon denilen madde deiimlerini konu almaktadr", denilebilir. phesiz hibir bilim dal kesin snrlar ile dierlerinden ayrlamaz. Kimya bilimi iinde de bata fizik ve matematik olmak zere dier bilim dallarna ait bilgilerin yer almas doaldr.

1. Organik Kimya Organik , karbon ieren maddelerzerine almalardr. Organik Kimya ise karbon bileiklerinin adlandrlmas, sentezi, yap ve fonksiyonlar zerine almalardr. Alkoller, aromatik bileikler, petrol ve trevleri, doal gazlar organik bileiklerdir.

2. norganik Kimya Karbon iermeyen maddelerzerine almalardr. norganik kimya almalar, karbonsuz bileiklerin adlandrlmas, yap, fonksiyon ve sentezlerini ierir. Seramikler, metaller, cam inorganik maddelerdendir.

Biyokimya, bitki, hayvan ve

3. Biyokimya

mikroorganizma biimindeki btn canllarn yapsnda yer alan kimyasal maddeleri ve canlnn yaam boyunca srp giden kimyasal sreleri inceleyen bilim daldr. Biyoloji ve Kimya arasnda kpr oluturur.

4. Fizikokimya Fizikokimya, kimyannfiziksel aklamasdr. Fiziksel kimya, organik ya da inorganik, yaln ya da karm halindeki kimyasal sistemleri fizik yasalar yntemleriyle inceleyen bilim daldr. Fizikokimyann ou hesaplamaya dayaldr.Fizikoyu geenlerden biri !!

5. Analitik Kimya Analitik kimya, yksekdorulukta lmlere dayal almalardr. Kimyasallarn yap ve bileimlerinin belirlenmesi.

Bilimsel MetodGzlem (analiz) Hipotez Kanunlar (aklama)

Deney (analiz) Teori (Model)

(lm)

Doruluk ve Kesinlik Doruluk lmek istediinizbykln gerek deerine ne kadar yakn deerler elde ettiinizi belirtir. Kesinlik lmlerin bir birine ne kadar yakn olduunu ifade eder. Tekrarlanabilirlik= KesinlikDoruluk Y Kesinlik Y

Doruluk KT Kesinlik Y

Doruluk KT Kesinlik KT

Anlaml Saylar1. Sfr dndaki btn saylar anlamldr. 2. Sfrdan farkl rakamlar arasndabulunan sfr anlamldr.

606 40.401 buradaki 0 anlamldr

Anlaml Saylar3. Sfrn grevi ondalk sistemde blnmelerin yerinibelirlemektir. 0,08 0,00000039 1 tane anlaml rakam 2 tane anlaml rakam

4. Bir say 1 den byk ise, ondalk kesir noktasnn sa tarafnda yazlan tm sfrlar anlamldr.1 den kk ise en sondaki sfrlar anlamszdr. 2,0 40,062 0,090 0,3005 0,00420 2 tane 5 tane 2 tane 4 tane 3 tane anlaml rakam

Anlaml Rakamlar

0,004004500Anlamsz Anlaml

Sonularn YuvarlanmasKalmas istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 den kk ise rakam olduu gibi braklarak takip eden rakamlar atlr 4,3246 (3 anlaml yuvarlama) 4,32 7,2434 (4 anlaml yuvarlama) 7,243

5 den byk ise 5 iseson rakam atlr ve deer rakam artrlr. 6,2786 (4 anlaml yuvarlama) 6,279

onu sfr veya tek olan bir rakam izliyor ise bir artrlr son rakam ift ise olduu gibi braklr. 15,55 (3 anlaml yuvarlama) 15,6 15,54 (3 anlaml yuvarlama) 15,5

4 ilem Toplama kartma ilemi yaplrken cevap en azbasamakl gibi verilmeli sonu yuvarlanmaldr.89,332 + 1,1 = 90,432 ancak sonu 90,4 olarak yuvarlanmaldr.

arpma ve blmede sonu iin verilecek olan

anlaml basamak says orijinal saylardaki en kk anlaml basamak says bulunandan byk olamaz.2,8 x 4,5039=12,61092 bu say 12,6 e yuvarlanr 6,85/112,04 = 0,06611388789 bu say 0,07 e yuvarlanr

Bilimsel GsterimProtonun ktlesi: .00000000000000000000000163 g yada 1.63 X 10-24 g

Bir moldeki atom says: 602,200,000,000,000,000,000,000 atom yada 6.02 X 1023 atom

Bilimsel Gsterim iki faktrle arplr : 1 ile 10 arasnda bir rakam On zeri bir kuvvet (yada ss)

1.23 X 105

rnek156,000 milin bilimsel gsterimi : 156000

1.56 X 105 mil

rnek0.00325 inch bilimsel gsterimde 00325

3.25 X 10-3 inch

rnek1.63 X 102 saniyeyi standart formda yaznz. 1 6 3 X 102 saniye = 163 saniye

5.63 X 10-3 myi standart formda yaznz. 0 0 5 6 3 10-3 m = .00563 m

Bilimsel Gsterimi Ayarlama

10

3

00567

X =

10-3 10-6

103 Kg

.00567 X 10-3

5.67 X 10-6

Saylardaki hata nedir ?

373

X

108 107 37.3 X 107 = 3.73 X 108 9.22 X 105 8.73 X 10-7 Kg 6.7 X 10-4 g

Ayarla:

92.2 X 104 cm 0.873 X 10-6 Kg .067 X 10 g-2

Bilimsel Gsterimde lemler

arpma:

(7.38 X 102)(2.31 X 103) 17.0 X 105 1.70 X 106

Rakam ksmnn arpm. stel ifadeyi ekle. Cevap.

Bilimsel Gsterimde lemler

Blme: 6.32 X 107 m 9.13 X 103 m Rakamlar bl. sleri kart Cevap = .692 X 104 = 6.92 X 103

Bilimsel Gsterimde Toplama

2.57 X 103 + 1.62 X 105

Toplamadan nce rakamlar ayn stel ifadeye dntr

2.57 X 103 162. X 103 164.57 X 103 1.65 X 105

Her ikiside 103 e dntrlr Rakamlar topla Sonucu dzenle

Bilimsel Gsterimde karma.

2.78 X 10

4

-

5.76 X 10

2

karmadan nce rakamlar ayn stel ifadeye dntr

278 5.76 272.24 2.72 X 104

X 102 X 102 X 102

Normal olarak kart.

Cevab dzenle.

lmler ve nceleme Tipleri Reaksiyonlardaki incelemeler, fiziksel hali, rengigibi deiimleri ieriyorsa bu Kalitatif analizdir. Eer incelemeler miktaryla ilgiliyse Kantitatif analizdir. lmlerde SI birimleri kullanlr.

Birim Sistemleri 3 birim sistemi:a) SI b) Amerikan mhendislik sistemi c) CGS sistemi

Temel BirimlerByklk Uzunluk Ktle Mol Zaman Scaklk SI Metre Kilogram mol Saniye Kelvin Sembol M Kg mol s K Amerikan Foot pound mass pound mole Saniye Rankin Sembol Ft Lbm lbmole s R CGS Santimetre Gram mol Saniye Kelvin Sembol Cm G Mol s K

Tremi SI Birimleri Byklk Hacim Kuvvet Birim Litre Newton (SI) Dyne (CGS) Pascal Joule Kalori Watt Sembol Temel birime edeeri L N 0.001m3 = 1000 cm3 1 kg.m/s2 1 g.cm/s2

Basn Enerji/ G

Pa J Cal W

1 N/m2 1 N.m = 1 kg.m2/s2 4.184 J =4.184 kg.m2/2 1 J/s = 1 kg.m2/s3

SI lmleri Le Systme international d'units SI birim sistemine resmi olarakuyum salamam iki lke vard. Liberia (bat Africa) ve Myanmar (Burma, gneybat Asia), fakat imdi dzenli olarak metrik sisteme gemektedirler. Metrikleme bir anda olabilecek bir olay deildir. ABD resmi olarak SI birim sistemine 1866da uyum salamtr.-.

lmede StandartBir lm yaptmzda, standart bir deerle karlatrma yapmak iin lm aletlerini kullanrz.

lme BalamaHer bir lmde bir

Rakam BirimRakam lmn doruluunu gstermelidir.

LM BRMLERMetrik sisteme dayal olarak SI birimleri kullanlr Uzunluk Ktle Hacim Zaman Scaklk Metre , m Kilogram, kg Litre, L Saniye, s santigrat derece, C kelvin, K

Ktle ve Arlk Ktle: Maddeninmiktardr. (gram) Arlk: Bir cisme uygulanan ktle ekim kuvvetidir. (Newton N)Ktlesi 1 kg olan bir cisim: Gne'te 247.2 N Merkr'de 3.70 N Vens'te 8.87 N Dnya'da 9.81 N Ay'da 1.62 N Mars'ta 3.77 N Jpiter'de 23.30 N Satrn'de 9.2 N Urans'de 8.69 N Neptn'de 11 N Plton'da 0.06 N'dur.

Baz lm aletleriAadakileri lmek iin hangi cihaz kullanrz A. scaklk B. hacim C. zaman D. ktle

rnekEletir L) uzunluk M) ktle 4.6 kg domates. 2.0 m uzunluundaki adam. 0.50 g Aspirin. V) hacim

M ____ A.____ B. ____ C.

L

M

V D. 1.5 L su. ____

SI hariciA. uzunluk B. hacim C. ktle D. scaklk in, foot, yard, mil galon ons, pound (lb), ton F

Metrik n ekler Kilo- birimin 1000 kat demektir 1 kilometre (km) = 1000 metre (m)

Centi- birimin 1/100 kadardr 1 metre (m) = 100 santimetre (cm) 1 dolar = 100 cent

Milli- birimin 1/1000 kadardr 1 Litre (L) = 1000 mililitre (mL)

Metrik nekler

Metrik nekler

? kilometre (km) = 500 metre (m)

Uzunluk birimleri

2.5 metre (m) = ? santimetre (cm) 1 santimetre (cm) = ? milimetre (mm) 1 nanometre (nm) = 1.0 x 10-9 metre

OH distance = OH distance = 9.4 x 10-111 m 9.4 x 10-1 m 9.4 x 10-9 cm 9.4 x 10-9 cm 0.094 nm 0.094 nm

Eitliklerlmn iki farkl birimde yaplmas durumundauzunluk 10.0 in. 25.4 cm

rnek1. 1000 m = 1 ___ 2. 3. 4. 0.001 g = 1 ___ 0.1 L = 1 ___ 0.01 m = 1 ___ a) mm b) km c) dm a) mg a) mL b) kg c) dg b) cL c) dL

a) mm b) cm c) dm

Dnm Faktrlerirnek: 1 in. = 2.54 cm ve 2.54 cm 1 in.

Faktr: 1 in. 2.54 cm

2.5 saat ka dakikadr?Dnm faktr 2.5 saat x 60 dakika 1 saat = 150 dakika

sadeletir

rnek1.4 gn ka saniyedir? Yol : gn saat x dakika ?? saniye

1.4 gn x 24 saat 1 gn

zmYol : gn saat dakika saniye

1.4 gn x 24 saat x 60 dak x 60 s 1 gn 1 saat 1 dak = 1.2 x 105 sn

Dikkat !Aadaki zmde ne yanltr ? 1.4 gn x 1 gn 24 sa x 60 dak 1 sa x 60 s 1 dak

ngiliz ve Metrik sistem dnm Eer dnm faktrn biliyorsanz hereyidntrebilirsiniz ! rnek: Ktle: 454 gram = 1 pound Uzunluk: 2.54 cm = 1 in Hacim: 0.946 L = 946 mL

Scaklk Birimleri Fahrenheit Celsius KelvinAnders Celsius 1701-1744

Lord Kelvin (William Thomson) 1824-1907

Scaklk Skalalarnn KarlatrlmasF = (1.8 x C ) + 32Fahrenheit

C = (F - 32) / 1.8Celsius

K = C + 273.15Kelvin

Suyun K.N.

212

100

373.15

180

Suyun D.N.

32

100

100

0

273.15

Scakl kullanarak hesaplama T (K) = tt ((C) + 273.15 T (K) = C) + 273.15 Vcut scakl = 37 C + 273 = 310 K Vcut s cakl = 37 C + 273 = 310 K Sv azot S v azot= -196 C + 273 = 77 K = -196 C + 273 = 77 K

Fahrenayt (Fahrenheit) evirimi

Sfr noktas : F

0C = 32F = 9/5 C + 32

Santigrat (Celsius) evirimiTC yi elde etmek iin yeniden dzenleyelim F = = = 9/5 C + 32 9/5 C ( +32 - 32) 9/5 C 9/5 = C F - 32 F - 32 9/5 (F - 32) * 5/9

rnekBir hipotermi (vcut ssnn normalin altna dmesi) hastasnn vcut scakl 29.1Cdir. F olarak nedir ? F = 9/5 (29.1C) + 32 = 52.4 + 32 = 84.4F

rnekskete kuunun normal scakl 105.8Fdr. C olarak nedir ? 1) 73.8 C 2) 58.8 C 3) 41.0 C

rnekPizza 455Fda piirilir. Ka Cde pimitir ? 1) 437 C 2) 235C 3) 221C