Tabla de Contenidos
İdeal bir gaz, herhangi bir koşul altında durumu tamamen ideal gaz yasası tarafından belirlenen varsayımsal bir gazdır. Yani, basıncı, sıcaklığı, hacmi ve madde miktarı (mol sayısı) aşağıdaki matematiksel denklemle ilişkili olan bir gazdır:
burada P mutlak basınçtır, V gazın kapladığı hacimdir, n mevcut gaz parçacıklarının mol sayısıdır, T mutlak sıcaklıktır ve R evrensel ideal gaz sabitidir. Bu, üç serbestlik dereceli bir durum denklemidir, yani dört değişkenden (P, V, n ve T) üçünün bilgisi hemen dördüncünün değerini belirler ve bu nedenle sistemin durumunu tamamen tanımlar. .
İdeal bir gazın özellikleri
- İdeal gaz yasasına her koşulda uyarlar.
- Nokta parçacıklardan oluşurlar.
- Parçacıkları birbirleriyle etkileşime girmez.
- Faz değişimlerine uğramazlar, yani yoğunlaşma veya birikme geçiremezler.
- İç enerjisi sıcaklıkla orantılıdır.
- Hem özgül hem de molar olmak üzere sabit ısı kapasitelerine sahiptirler.
Neden idealdirler?
İdeal gazlar, maddenin bulunabileceği en basit hal olan gaz halinin basitleştirilmiş bir modelini temsil eder. İdeal bir modeldir (yani gerçek değildir), çünkü herhangi bir P, V değeri için ideal gaz denklemini yerine getirmek, ideal bir gazın istediğimiz kadar küçük bir hacme kadar sonsuz şekilde sıkıştırılabileceğini ima eder. , basınç veya sıcaklıktan bağımsız olarak gaz olmayı bırakmadan (yani sıvı veya katı hale gelmeden).
Bu sadece hayal gücümüzde mümkündür (ideal terimi sadece zihnimizde var olan bir şeyden gelir), çünkü gazlar maddeden yapılmıştır ve madde tanım gereği uzayda bir hacim kaplar. Bu, gerçek bir gazın hacmini sürekli olarak azaltırsak, bir noktada gaz parçacıklarının mevcut tüm hacmi işgal edeceği ve onu daha fazla sıkıştıramayacağımız anlamına gelir. Bir gazı süresiz olarak sıkıştırabilmemiz için nokta parçacıklardan, yani kütlesi olan ama uzayda yer kaplamayan parçacıklardan oluşması gerekir ki bu doğru değildir.
Ayrıca, bir gazı sıkıştırdığımızda ve parçacıkları birbirine yaklaştırdığımızda yoğunlaşmamasının tek yolu, parçacıkların birbirleriyle herhangi bir şekilde etkileşime girmemesidir. Gerçek dünyada, en zayıf etkileşimler bile mesafeyle azalır, bu da parçacıkları birbirine yaklaştırdıkça arttığı anlamına gelir. Bu, gerçek bir gazı sıkıştırırken, bir noktada parçacıkların birbirine yeterince yakın olacağı ve bu kuvvetlerin gaz parçacıklarını birbirine bağlayarak yoğunlaştırılmış bir faz, yani bir sıvı veya bir katı oluşturacak kadar güçlü olacağı anlamına gelir.
İdeal gazlar gibi davranan gerçek gazlar
İdeal gazlar yoksa, bu modelin ne için olduğunu sormaya değer. Cevap, neyse ki, çok. Hiçbir gerçek gaz, hayal edebileceğimiz tüm basınç, sıcaklık ve hacim koşullarında ideal şekilde davranmaz. Bununla birlikte, çoğu gerçek gaz, onları gerçek yapan özelliklerin gerçek davranışlarına ihmal edilebilecek kadar az katkıda bulunduğu belirli belirli koşullar altında idealmiş gibi davranırlar.
Bunun olabilmesi için temel olarak iki temel koşulun karşılanması gerekir:
- Tüm gaz parçacıklarının kapladığı hacmin, taşınabilecek hacme (yani onları içeren kabın hacmine) kıyasla ihmal edilebilir düzeyde olması. Bu koşul, parçacıkların mümkün olduğunca nokta parçacıklara benzer olmasını amaçlar.
- Parçacıklar arasındaki etkileşimler o kadar zayıf ve o kadar kısadır ki, kap içindeki hareketlerini fiilen etkileyemezler.
Gerçek bir gazın basıncı düşük olduğunda ilk koşul karşılanır. Bu koşullar altında, çok az parçacık vardır, bu nedenle, parçacıkların serbestçe hareket etmesi için neredeyse kabın tüm hacmi mevcuttur.
İkinci koşul, yüksek sıcaklıklarda karşılanır. Sıcaklığın, gazlar da dahil olmak üzere maddeyi oluşturan parçacıkların ortalama kinetik enerjisinin doğrudan bir ölçüsü olduğunu unutmayın. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, parçacıklar kabın içinde o kadar hızlı hareket eder, bu da parçacıklar arasındaki çekim kuvvetlerinin etkilerini ihmal edilebilir hale getirir.
Ayrıca, gazı oluşturan parçacıkların, ister bireysel moleküller ister atomlar (soy gazlarda olduğu gibi) kutupsal olmadığı ve bir parçacık ile Diğeri arasındaki olası tek etkileşim biçiminin ikinci koşulu sağlamaya yardımcı olur. London dispersiyon kuvvetleridir, yani bilinen en zayıf moleküller arası etkileşimlerdir.
Referanslar
Atkins, P. ve dePaula, J. (2010). Atkins. Fiziksel Kimya (8. baskı ). Panamerican Medical Editoryal.
Chang, R. (2002). Fizikokimya (1. baskı ). MCGRAW HILL EĞİTİMİ.
Chang, R. (2021). Kimya (11. baskı ). MCGRAW HILL EĞİTİMİ.
Farfan, R. (sf). İdeal Gaz Tanımı . Karalama. https://es.scribd.com/document/261584369/Definicion-de-Gas-Ideal
Máxima U., J. (2021, 21 Ekim). İdeal Gaz . Özellikler. https://www.caracteristicas.co/gases-ideales/
