Maddenin en basit hali olan gaz halini incelerken önce saf haldeki gazları dikkate alacağız.
Fakat saf haldeki gaz davranışları ile gaz karışımlarının davranışları arasında bir farklılık olmadığını göreceğiz.
Gazları genel olarak kendi aralarında 2 gruba ayırabiliriz.
i. İdeal Gazlar
ii. Gerçek Gazlar
İdeal gazlar; daha sonra üzerinde duracağımız genel gaz kanunlarına bağımlık gösterirken, gerçek gazlar bu kanunlara düşük basınç ve yüksek sıcaklıklarda uyarlar. Gazları sürekli gelişigüzel hareket halinde olan molekül veya atom topluluğu olarak düşünebiliriz. Aşağıda bazı temel ideal gaz yasalarından bahsedilecektir.
1660 ların başlarında Robert Boyle(1, 2) bir miktar havanın hacmi üzerine basıncın etkisini araştırdı.Bunun için Boyle Şekil 1 dekine benzer bir düzenek kullandı. Bu düzenek bir ucu kapalı U şekillli bir cam borunun içerisine civa konularak hazırlanmıştı. Böylece bir miktar hava borunun bir ucunda hapsedilmişti. Böylece hapsedilmiş havanın basıncı ,PHava, civanın uyguladığı basınç ile doğru orantılı olacaktır. Bu tür bir sistemde elde edilen P - V değerleri Tablo 1 deki gibidir.
Tablo 1: 1 atm. basınçta 1 litre hacim kaplayan gazın, basıncının düşmesi ile hacmindeki artışı
P / (atm.) | V / (L.) |
1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 |
1.000 1.111 1.250 1.429 1.667 2.000 2.500 3.333 |
Yukarıdaki ilişkide Boyle P = f(V) olduğunu göstermiş, ve bu ilişkinin P a 1/V olduğunu göstermiştir. Eşitlik gazın belli miktarı ve sabit deney sıcaklığına bağlı olan k1 sabitine bağlı olarak
şeklinde verilebilir. k1orantı katsayısının gazın cinsine de bağımlı olduğunu daha ileride açıklayacağız. Farklı basınç ve sıcaklık değerleri için yularıdaki eşitliği
veya
şeklinde yazabiliriz. Boyle yasasının ilk deneysel uygulaması 1626 yılında G.Baker ve H. S. Weather tarafından 0 oC ve 1 g azot gazı üzerinde denenmiştir. Bu deneyee ait bulgular Tablo 2 de gösterilmiştir. Tablonun sonunda görüldüğü gibi PV değerleri birbirlerine çok yakın ve sabit sayılabilecek derecede birbirlerine yakındırlar. Bununlaa beraber yüksek basınç ve düşük sıcaklık değerlerinde Boyle kanunundan sapmalar meydana gelir. Bu tip bir deney 1869 yılında T. Andrews ve 1880 yılında E. Amagat yaptıkları deneylerde bu sapmaları göstermişlerdir (Tablo 3).(1, 2)
Tablo 2 : 0 oC ve 1 g azot gazı için P ve V değerlerine ait deneysel bulgular.
P (atm.) | V (L.) | PV (atm. L.) |
1.0000 0.6667 0.3333 |
0.79976 1.19980 2.40000 |
0.79976 0.79989 0.80000 |
Tablo 3 :Farklı basınçlarda aynı sıcaklıklarda değişik gazlara ilişkin PV çarpımları.
P (atm.) | PV (atm.L.)(Azot) | PV (atm.L.)(Karbondioksit) | PV (atm.L.)(Hidrojen) |
1 50 200 400 1000 |
1.000 0.9846 1.0365 1.2557 2.0641 |
1.000 0.7413 0.4087 0.7178 1.5525 |
1.000 1.033 1.1336 1.2775 1.7107 |
ELEKTRONİK KAYNAKLAR :