Şifre Sıfırlama

İdeal Gaz Yasası

İdeal Gaz Denklemi

İdeal Gaz Denklemi

Gay-Lussac yasası, Boyle yasası ve Charles yasası, birlikte toplam gaz yasası’nı ortaya çıkarırlar. Bu yasaya bir de Avogadro yasası’nın eklenmesi, ideal gaz yasasını ortaya çıkarır. Gerçekte hiçbir gaz tamamen ideal gaz gibi davranmaz, çünkü bir gazın ideal gaz olarak kabul görmesi için aşağıdaki iki kabullenmeye uyması gerekir.

  • Bir tek gaz molekülünün hacmi toplam hacmin yanında ihmal edilebilecek kadar küçüktür
  • Moleküller arası çekim kuvveti yok denecek kadar azdır.

Yukarıdaki dört formulün birleşmesiyle ideal gaz denklemi oluşturulur. İdeal gaz denklemi şu şekilde formulüze edilir:

PV = nRT

Denklemdeki;

  • P: İdeal gazın herhangi bir durumdaki basıncını (atm biriminden)
  • V: İdeal gazın hacmini (litre cinsinden)
  • n: İdeal gazın mol sayısını
  • R: İdeal gaz sabitini
  • T: İdeal gazın kelvin sıcaklığındaki değerini

temsil eder.

İdeal Gaz Sabiti

İdeal gaz sabiti 0.082 (L.atm/mol.K) olarak alınır. Değerin bulunuşu normal şartlar altında yapılan hesaplamalardan gelir. Eğer basınç paskal cinsinden, hacim m³ cinsinden ve sıcaklık kelvin cinsinden alınırsa ideal gaz sabiti 8,31 (J/mol.K) olarak bulunur.

İdeal Gaz Yasası Uygulamaları

Tanecik hacimlerinin sıfır kabul edildiği ve mutlak sıfır noktasına kadar (0 Kelvin) gaz halini koruyan gazlara ideal gaz denir. Doğada ideal gaz yoktur ancak ideal gaz modelleriyle yapılabilecek tahminler gerçek hayattaki davranışları modellemek için kullanılabilmektedir. İdeal gaz denklemi şu şekilde formulüze edilir:

PV = nRT 

Denklemdeki;

  • P: İdeal gazın herhangi bir durumdaki basıncını (atm biriminden)
  • V: İdeal gazın hacmini (litre cinsinden)
  • n: İdeal gazın mol sayısını
  • R: İdeal gaz sabitini [0.082 (L.atm/mol.K)]
  • T: İdeal gazın kelvin sıcaklığındaki değerini (C+273)

temsil eder.

Genel Uygulama

Genel olarak ideal özellik gösterdiğini düşündüğümüz gazın ilk ve son durumdaki verileri aşağıdaki gibi olursa şu şekilde formulize edilebilir.

  • İlk durum = P1, V1, T1, n1
  • Son durum = P2, V2, T2, n2

\({{P_1V_1} \over {n_1T_1}} = {{P_2V_2} \over {n_2T_2}}\)

Genel Kural: İdeal gaz yasasında 4 tane değişkenin birbirine göre durumu incelenmektedir. Herhangi iki durumun hesaplanmasında sabit olan koşullar yok sayılayarak düşünülüp sadece değişen koşulları göz önüne alarak hesaplama yapabilirsiniz.

Özel Durumlar

İdeal gaz yasası uygulamalarından başlıca “basınç-hacim”, “hacim-mol sayısı”, “mol kütlesi” hesaplamaları yapılabildiği gibi bir çok hesaplama yapılabilmektedir.

Basınç – Hacim İlişkisi Hesaplanması

Basınç hacim ilişkisini hesaplarken; mol sayısı (madde sayısı, gaz kütlesi) ve sıcaklığın sabit olduğu düşünülerek şu şekilde formülize edilir;

P1.V1 = P2.V2

Hacim – Mol Sayısı İlişkisi Hesaplaması

Ana İpucu: Normal şartlar altında (273 Kelvin sıcaklık ve 1 atm basınç) 1 mol gaz 22,4L hacim kaplar.

P1.n2 = P2.n1

Basınç – Sıcaklık İlişkisi Hesaplama

P1.T2 = P2.T1

Mol Kütlesinin İdeal Gaz Yasası İle Hesaplanması

İdeal gaz yasası ile mol kanununu (n = m/Ma) birleştirir ve elde ettiğimiz denklemi düzenlersek;

\({m \over {M_aV}} = {P \over {RT}}\)

Elde ederiz. Bu eşitlik yardımıyla kütle ve mol kütle hesaplamaları yapılabilir. Ayrıca yukarıdaki eşitlik yerine m/v gördüğümüz yere yoğunluk (d) yazılarak şu denklem elde edilir;

\({d \over {M_a}} = {P \over {RT}}\)

Farklı bir yöntemle mol kütlenin hesaplanması aşağıdaki başlıktadır.

Victor – Meyer Yöntemi

Victor – Meyer Yöntemi, 1878 yılında Zürich Üniversitesinde Victor Meyer tarafından bulunmuştur. Yöntem en iyi sonucu, suyun kaynama sıcaklığından en az 20 santigrat derece daha düşük olan sıvılarda uygun sonuçlar verir. Victor – Meyer Yöntemi;

  • Kolayca buharlaşabilen uçucu sıvıların mol kütlelerinin belirlenmesinde,
  • Yüksek sıcaklıktaki maddelerin buhar yoğunluklarını ölçmede,

kullanılır.

Kısaca, Victor – Meyer yöntemi kütlesi bilinen uçucu bir sıvının hacmi ölçülmesi yöntemine dayanır. Deney düzeneğinden gelen veriler aşağıdaki formüle aktarılarak istenen sonucun alınması sağlanır.

\({P}={P^0 – Pb – {h \over 13,6}}\)

  • P0 = Barometreden okunan değer (mmHg)
  • Pb = suyun deney ortamındaki buhar basıncı
  • h = gaz büretindeki su yüksekliği (cm)
  • 13,6 = civanın yoğunluğu (g/cm3)

 

Şerif PAÇACI

Sosyal Medyada Paylaş

89 Görüntülenme

Eklenme Tarihi: 25.06.2021 20:59
Son Güncelleme: 27.06.2021 22:30

0 Yorum

İPTAL
Bu işlemi gerçekleştirebilmek için giriş yapmanız gerekmektedir!