Tabla de Contenidos
Gerçek bir gaz, sözde ideal gaz yasasının davranışından sapan gazdır. İdeal gaz, davranışı belirli bir yasaya uyan teorik bir gazdır.
ideal gaz kanunu
İdeal gazların davranışını yöneten yasa şudur:
PV = nRT
Nerede:
P = basınç
V = hacim
n = gazın mol sayısı
R = gaz sabiti
T = mutlak sıcaklık
İdeal gaz yasası, kimyasal kimlikleri ne olursa olsun tüm ideal gazlar için geçerlidir. Ancak bir hal denklemi olan bu denklem, yalnızca belirli koşullar için geçerlidir. Parçacıkların hacimsiz mükemmel elastik çarpışmalar olarak katıldığını ve çarpışma durumları dışında birbirleriyle etkileşime girmediklerini varsayar. Başka bir deyişle, gaz, gazların kinetik moleküler teorisine göre davranır.
Gerçek ve İdeal Gazlar Arasındaki Benzerlikler
- Hem gerçek hem de ideal gazların kütlesi vardır.
- Gazlar, sıvılardan veya katılardan çok daha az yoğundur. Hem gerçek hem de ideal olan gazların parçacıkları birbirinden çok uzaktır.
- Çok seyrek oldukları için gaz taneciklerinin boyutu ve hacmi tanecikler arasındaki uzaklığa göre çok küçüktür.
- Her iki gazın da tanecikleri kinetik enerjiye sahiptir. Gaz parçacıkları rastgele hareket eder, ancak pratik olarak çarpışmalar arasında düz bir çizgide hareket eder.
Gerçek gazların davranışı
Gerçek bir gaz, moleküller arası etkileşimler nedeniyle ideal bir gaz gibi davranmayan bir gazdır. İdeal gaz yasası, gazların çarpışma yaşayan noktasal kütlelerden oluştuğu varsayımına dayanır. Bu şekilde, gerçek gazlar düşük sıcaklıklarda veya yüksek basınçlarda bu varsayımlardan sapar.
- Basınç arttıkça gazın hacmi sıfıra yaklaşır yani azalır. Sıfıra ulaşmaz çünkü hala belirli bir alanı kaplayan moleküller vardır.
- Gazlar arasında var olan moleküller arası kuvvetler, sıcaklıklar düştükçe daha fazladır, çünkü bu açıdan moleküler hareket durana kadar yavaşlar.
Bu nedenle, bu koşulları değiştirirsek, gerçek gaz iki koşul altında ideal bir gaz gibi davranabilir:
- Düşük Basınç: Birçok gaz düşük basınçtadır.
- Yüksek sıcaklıklar: gazlarda, yüksek sıcaklıklar, buharlaşma sıcaklığını aşan sıcaklıklar olarak kabul edilir. Yani oda sıcaklığında bile gerçek gazlara ideal gazlar gibi hareket etmelerini sağlayan kinetik enerjiyi vermek yeterlidir.
Gerçek Gaz Denklemi
İdeal gaz genellikle PV = nRT denklemini takip eder; burada P, atmosferlerdeki basınçtır, V litre cinsinden hacimdir, n mol sayısıdır, R, SI birimlerinde 0,082 L olarak ifade edilen ideal gaz sabitidir. atm/mol K ve T, Kelvin derece cinsinden ölçülen sıcaklıktır.
Gerçek gazlar için, basınç için bir sabit ekleyerek ve hacim için farklı bir sabit çıkararak iki değişiklik yapılmalıdır. Yeni denklem şu şekildedir:
(P + an 2 )(V-nb) = nRT
Burada “a”, belirli bir gazın molekülleri arasındaki çekim sabitidir ve “b”, kabın içindeki bu moleküllerin hacmidir. Yukarıdaki denklemden ayrıca “n” (mol) verildiğine dikkat edilmelidir, çünkü “a” ve “b” o gazın tek bir molü için değerlerdir.
Bu nedenle, doğru değeri elde etmek için sabitlerin değerini toplam mol sayısıyla çarpmanız gerekir. Ayrıca sabitlerin değerleri her gaz için farklıdır, çünkü her biri farklı özelliklere sahiptir.
Gerçek gaz denklemine Van der Waals denklemi denir. Burada önemli olan, neyse ki hazır ve aranabilir olan “a” ve “b” sabitlerinin değerlerini de bilmeniz gerektiğidir.
kaynaklar
Helmenstine, A. (2021). Gerçek Gaz ve İdeal Gaz. Erişim tarihi: 14 Şubat 2022, https://sciencenotes.org/real-gas-vs-ideal-gas/
Gerçek Gaz. (2013). Erişim tarihi: 30 Mayıs 2021, https://cutt.ly/onsPSqr adresinden
