Gazlar

GAZLAR

Madde,moleküllerin belli bir haldeki hareketliliği olarak tanımlanan üç halde bulunur. Katılar,her zaman hareketleri kısıtlı olan moleküllerden oluşurlar. Bir katının atomları ve molekülleri ,güçlü, elektriksel ve kimyasal bağlar tarafından, kesinlikle değişmez konumlarda tutulurlar. Bir katının hemen hemen tüm kinetik enerjisi titreşimseldir ; bu nedenle ,katının ısıtılması, titreşimin artmasına yolaçar.

Bir sıvının katıdan farkı, moleküllerinin değişmez konumlarda tutulmayışıdır ; ama bu moleküllerden de, VAN der WAALS kuvvetleri denilen nispeten zayıf çekim kuvvetleri tarafından bir arada tutulurlar. Bir sıvıdaki moleküller, sıvının her yanında dolaşabilirler ; sıvı ısıtıldığında bu rasgele hareketler artar. Bundan dolayı bir sıvı moleküllerin yer değiştiren kinetik enerjisi vardır. Bir sıvı yeteri kadar ısıtılırsa, yer değiştirme hareketi zayıf Van der Waals kuvvetlerini yener ve sıvı buharlaşır.

Bir gazın molekülleri birbirinden ayrıdırlar ve yalnızca gazın içinde bulunduğu kapla sınırlanırlar .Gaz molekülleri sürekli başıboş hareket içindedirler.Bir sıvı yada katıdan farklı olarak ,bir gazın belli bir biçimi ve belli bir hacmi yoktur ; İçinde bulunduğu kaba uymak için genişler.Sınırlanmış bir gazın sıcaklığının artması,moleküllerin hareketlerinin ve aralarındaki çarpışmaları artmasına neden olur.Gaz halindeki maddenin karmaşık yapısı,belli bir gazın modeli için ,kesin bir tanımlamayı gerektirir.Bir gazI tam anlamıyla tanımlayabilmek için,kütlesini,hacmini,sıcaklığını ve basıncını tam olarak bilmek gerekir.


GAZLARIN BASINCI VE ÖLÇÜLMESİ: Moleküllerin birbirleri üzerine çekim uygulamadıkları düşünülen ve kabul edilen gaza ideal gaz denir. İdeal gaz kavramına uyan gazlar pek azdır.(H 2 , He gibi). Gerçek gazlar ideal gaz kavramından az yada çok saparlar. Gazlar yüksek sıcaklık ve düşük basınçta ideal davranırlar.

BAROMETRE: Açık hava basıncını ölçen aletlerdir. Deniz seviyesinde 76 cm Hg sütununun yüksekliğine yada yaptığı basınca 1 atmosfer denir.
h yüksekliği kullanılan sıvının cinsine ve atmosfer basıncına bağlıdır. Borunun çapına bağlı değildir. Civa yerine ( d=13,6 gr/cm 3 ) su kullanılsaydı (d=1gr/cm 3 ) okunacak değer,
h 1 .d 1 =h 2 .d 2

76.13,6 = 1.h 2 den h 2 = 1033 cm yani 10,33 metre olurdu. Bu kadar yüksek bir değerle uğraşmak yerine civa ile daha küçük bir değerle hesap yapmak daha kolaydır. Suyun buharlaşma özelliği bulunduğundan borunun üzerindeki boşluğu doldurarak basıncın yanlış okunmasına sebep olabilir fakat civa metaldir ve kolay buharlaşmaz.

MANOMETRE : Kapalı kaplardaki gazların basıncını ölçen aletlerdir. İki çeşittir.

1- Açık uçlu Manometreler : Bu tür manometrelerde sistem atmosfer basıncına açıktır.

a) Gazın basıncı atmosfer basıncından Büyükse : Civa açık kolda yükselir ve gazın basıncı atmosfer basıncıyla h yüksekliğinin toplamına eşittir.

b) Gazın basıncı atmosfer basıncından küçükse :Civa gaza doğru yükselir. Gazın basıncı, Atmosfer basıncından h yüksekliği çıkarılarak bulunur.

c) Gazın basıncı atmosfer basıncına eşitse civa seviyeleri eşit olur.


2-Kapalı uçlu Manometreler : Bu tür manometrelerde sistem atmosfer basıncına kapalıdır. Civa seviyeleri arasındaki fark gazın basıncına eşittir.

P ile V ilişkisi: gazların sabit mol sayıda ve sabit sıcaklıkta basınçlarıyla hacimleri ters orantılıdır.

P 1 V 1 =P 2 V 2 P 1 /T 1 =P 2 /T 2 V 1 /T 1 =V 2 /T 2 P 1 /n 1 =P 2 /n 2 V 1 /n 1 =V 2 /n 2

Sıcaklık : Bir maddenin ortalama kinetik enerjisidir. Gaz hesaplamalarında kesinlikle oC ile hesaplama yada yorum yapılmaz. Verilen CC 0K cinsinden sıcaklığa çevrilmelidir.
T= t 0 C + 273
Farklı iki gazın sıcaklıkları eşitse ortalama kinetik enerjileri de eşittir. Kinetik enerji sadece sıcaklığa bağlıdır.
Gazların yayılma hızları molekül ağırlıklarının kareköküyle ters orantılıdır. (Graham Difüzyon Kanunu)
Yayılma hızı sıcaklığa ve molekül ağırlığına bağlıdır. İki niceliğin eşit olduğu şartlarda moleküllerin
hızları da eşittir. Örneğin sıcaklıkları eşit olan CO 2 (44) ve N 2 O ( 44) gazlarının ortalama hızları birbirine eşittir.


BASINÇ SICAKLIK VE HACİM

Karşılıklı olarak birbirine bağlı olduklarından,gazın özelliklerini birbirinden yalıtmak olası değildir.Bir gazın sıcaklığı,kinetik enerjisinin ölçümüdür.sıcaklıktaki artış,gaz moleküllerinin artmasına neden olur.kinetik enerji artarsa,moleküllerin ortalama hızı da buna uygun olarak artmaktadır.Daha büyük hızlar,gaz moleküllerinin birbiriyle ve kabın çeperleriyle daha sık çarpışmalarını sağlar ve bu çarpışmalar,çeperlere,düşük hızı olan çarpışmalara oranla daha büyük bir kuvvet uygulayabilir.

Bundan dolayı,hacim değişmez tutulduğunda,sıcaklığın artması basınçta da bir artış oluşturur;çünkü bir kabın çeperinde birim alana uygulanan kuvvet,gaz basıncının ölçüsüdür.Gazın içinde bulunduğu kabın hacmi büyültülürse,sıcaklığın artması,basınç artmasına neden olmaz;daha enerjik çarpışmalar daha büyük bir alana yayıldığından,basınç aynı kalır.