Gazlarda tanecikler arasında oldukça uzak bir aralık vardır

... konulu sunumlar: "Gazlarda tanecikler arasında oldukça uzak bir aralık vardır"— Sunum transkripti:

1

2 Gazlarda tanecikler arasında oldukça uzak bir aralık vardır
Gazlarda tanecikler arasında oldukça uzak bir aralık vardır. Bu nedenle gaz molekülleri arasındaki etkileşim çok azdır. Gaz tanecikleri birbirinden bağımsızdır ve bulundukları kabın her yerine eşit olarak dağılırlar. Aralarında boşluk olduğu için sıkıştırılabilirler. Serbest ve hızlı hareketleri sonucu bulundukları kapların çeperlrine çarpar ve basınç olayı meydana getirirler. Yine bu serbest hareketleri sonucunda çok küçük çeperlerden difüzlenir ve genleşirler. Bütün gazlar her oranda birbirleri ile karışırlar. Karışımda toplam hacim son basınca bağlıdır. Eğer basınç arttırılırsa 2 veya daha fazla gaz aynı hacme sığdırılabilir.

3 Gazlarda önemli birimler
Hacim: Bir maddenin kapladığı uzay parçasına o maddenin hacmi denir. Eğer madde gaz ise kapladığı hacim, içinde bulunduğu kabın hacmine eşittir. Birimleri litre (L), mililitre (mL) veya santimetreküp (cm3) alınır. (1 L = 1000 mL dir) Sıcaklık: Sıcak cisim ile soğuk cisim birbirine değdirilirse, soğuk cisim gitgide ısınırken, sıcak cisim gitgide soğur. Bu olay, sıcak cisimden soğuk cisme ısı enerjisinin akmasının bir sonucu olarak düşünülür. Sıcaklık, ısı akışının yönünü belirtir. Sıcaklık birimi KELVİN (oK) Dir. Kelvin derecesi mutlak olarak “0” kabul edilir. Buna göre suyun üçlü noktası K dir. (Üçlü nokta bir maddenin üç halinin de kendi basıncı altında dengede olduğu noktadır.) Suyun üçlü noktası: Sıvı su, su buharı ve buz ‘un kendi basıncı altında dengede bulunduğu noktadır.

4 SANTİGRAT (Celcius) (oC) da kullanılır
Fahrenayt (oF) da özellikle Amerika Birleşik Devletlerinde kullanılan bir sıcaklık ölçüsüdür.

5 Basınç: Sıcaklığın ısı akışını belirlemesi gibi, basınç da kütle akışının yönünü belirler.
Bir yüzeye etki uygulayan dik kuvvetin birim alana düşen miktarına basınç denir. Uluslararası Birimler Sisteminde temel basınç birimi Pascal (Pa) 'dır. Kuvvet ise, bir cismin duruş veya hareket halinde değişiklik yapan etken olarak tanımlanır. Pascal (Pa): 1 metrekarelik yüzeye 1 Newton'luk bir kuvvetin dik olarak etkimesi sonucu meydana gelen basınçtır.

6 Toriçelli deneyi: Evangelista Toricelli, atmosferik basıncı ilk olarak ölçen İtalyan bilim adamıdır. Deniz seviyesinde bir kabın içine civa doldurulmuş daha sonra bir ucu kapalı cam boruya civa doldurarak, içinde civa bulunan cam boruyu (1 m) civa dolu bir kabın içerisine daldırmış. Civanın basıncı, civa buharının basıncına eşit oluncaya kadar civa seviyesinde azalma gözlenmişir. 76 cm olarak bulunmuştur. Bu 760 mm Hg basıncı demektir. Hava basıncı birimi Toricelli nin adına izafeten Torr olarak seçilmiştir ve; 760 mm Hg = 760 Torr olarak belirlenmiştir. Burada Hg yerine bir başka sıvı kullanılabilirdi. Ancak Hg’nin üsünlüğü çok uzun tüpe gereksinim duyulmamasıdır.

7 Daha sonra bu basıncın atmosfer basıncı olması nedeniyle birim atmosfer (atm) olarak kullanılmaya başlanmıştır ve 0 oC da, Paris enleminde ve deniz seviyesinde; 76 cm Hg = 760 mm Hg = 760 Torr = 1 atmosfer olarak belirlenmiştir. Atmosfer birimi sonra yerini bar birimine bırakmıştır. Bar: 1 milimetrekarelik bir yüzeye 0.1 Newton'luk bir kuvvetin dikey olarak etkimesi sonucu meydana gelen basınçtır. Gaz basıncını ölçen cihazlara Manometre, atmosfer basıncını ölçen cihazlara Barometre adı verilir.

8 GAZ KANUNLARI Boyle - Mariotte kanunu
Hacim ve basınçla ilgili bir kanundur. Gazların tipik özellikleri sıkıştırılabilmeleridir. R.Boyle ve E.Mariotte tarafından bulunan kanun “sabit bir sıcaklıkta bir gazın basıncı ile hacminin çarpımının sabit” olduğunu söyler. T(sabit) iken P.V = Sabit dir. P1V1 = P2V2 = Sabit Yani; kütlesi belli bir gazın sabit sıcaklıkta kapladığı hacim, gaza uygulanan basınç ile ters orantılıdır.

9 Ama düşük sıcaklıkta ve yüksek basınçta P
Ama düşük sıcaklıkta ve yüksek basınçta P.V değerinin sabitliği bozulmaktadır.

10 Eğer bir gaz Boyle Mariotte kanununa uyuyorsa gaz İDEAL DAVRANIŞ gösteriyor demektir. Nadiren ideal halden sapmalar gözlenebilir. İdeal halden sapmalarda Van der Waals kuvvetlerindeki çeşitli düzenlemeler yapılarak bağıntı; Gözlenen basınca n2a/V2 düzeltme terimi eklenmiş, gözlenen hacimden nb düzeltme terimi çıkarılmıştır. n = gazın mol sayısı, a = moleküller arası çekim ile ilgili bir sabit, b = gazın hacmi ile ilgili bir sabitdir. a ve b sabitleri her bir gaz için karakteristiktir.

11 Charles kanunu V = k. T ve V α T dir. Bu da:
Gazların tipik özelliklerinden biri de termal genleşmedir. Diğer bütün maddelerin çoğu gibi gazlar da ısıtılınca hacimleri büyür. J.Charles tarafından bulunan kanun hacim ile sıcaklık arasında bağıntı kurar ve “sabit basınç altında hacim ile sıcaklık arasında bir doğru orantının var olduğunu” söyler. V = k. T ve V α T dir. Bu da: Charles kanunu da ideal gazlar ve standart şartlarda geçerlidir. Yüksek basınç altında ve çok düşük sıcaklıklarda sapmalar gösterir. Gazlar için standart hal: 273 K (0 oC) sıcaklık ve 1 atmosfer basınç (760 mm Hg = 760 Torr) standart sıcaklık ve basınç olarak kabul edilmiştir

12 Dalton’un kısmi basınçlar kanunu
Kısmi basınç; bir gazın kapta tek başına bulunduğu halde uygulayacağı basınç. Dalton’un kısmi basınçlar kanununa göre farklı basınçlarda bulunan gazlar aynı kap içerisinde karıştırılınca karışımın toplam basıncı gazların o kap içerisindeki ayrı ayrı basınçlarının yani kısmi basınçlarının toplamına eşit olduğunu söyler. Bir kapta 3 gazın bulunduğu ve bunların kısmi basınçlarının P1, P2 ve P3 olduğu biliniyorsa; PToplam = P1 + P2 + P dür. PT VT = P1 V1 + P2 V2 +……….+ Pn Vn

13

14 Gay-Lussac’ın hacim oranları kanunu
Belli basınç ve sıcaklıkta gazlar basit hacim oranlarına göre birleşirler. Ve oluşan herhangi bir gaz ürünün hacmi ile reaksiyona giren gazlardan herhangi birisinin hacmi arasında tamsayılı basit bir oran vardır. Örneğin, aynı sıcaklık ve basınç altında 1 hacim hidrojen, 1 hacim klor ile reaksiyona girerek 2 hacim HCl meydana getirir. Aralarında basit bir hacim oranı mevcuttur:

15 Gay-Lussac 2. kanununda ise, belirli bir miktardaki ideal gazın basıncının sıcaklığı ile doğru orantılı olduğunu belirtir. Charles kanunu, aynı zamanda Charles-Gay Lussac kanunu olarak da bilinir.