Gaz Yasaları

GAZ YASALARI



Boyle Kanunu:

İngiliz bilgini R.
Boyle sabit sıcaklıktaki bir gazın hacimini, değişik basınçlarda
ölçmüştür.

Sabit sıcaklıta bir gazın hacmi ile basıncının çarpımı
sabittir.

P*V=K

P1*V1=P2*V2=……..=K

Alıştırmalar:

Bir
gazın hacmi, 20 C de ve 1 atm. Bsınç altında 10 lt. olsun aynı
sıcaklıkta ve 2 atm. basınç altında ölçü yapılsaydı bu gazın hacmi ne
olurdu?



Çözüm:

Madem ki basınç iki kat artmıştır,
boyle kanununa göre hacim de yarıya inmelidir.

P1*V1=P2*V2
bağıntısına göre

P1= 1atm. P2= 2 atm.

V1= 10 litre V2= ?

V2=V1
P1/P2= 10 lt. 1atm/2atm=5litre

Boyle yaptığı denemelerde sıcaklığı sabit tutup basınçla hacim
arasındaki değişmeleri incelemişti. Şimdi de sabit basınç altında
sıcaklığı değiştirdiğimiz zaman hacimde nasıl bir değişiklik olur, onu
inceleyelim. Bu denemeyi ilk defa Fransız bilgini Charles yapmış ve
sabit basınçta, bir gazın hacminin sıcaklığın 0 C tan 1 C a
yükselmesiyle , 0 C taki hacminin 1/273 ü kadar arttığını görmüştür.
Gazın sıfır derecedeki hacmini Vt ve t derecedeki hacmini Vi ile
gösterirsek

Vt=V0 + V0 1/273 t

Katı ve sıvılarda ise ve
genleşme katsayıları aynı değildir ve maddenin cinsine bağlıdır.







Cahrles
kanununu şu şekilde tanımlayabiliriz :

Sabit basınçta bir gazın
hacmi mutlak sıcaklıkla dopru orantılıdır veya matematik olarak ;

V=
KT

(Burada V hacmi ,T mutlak değeri, K da bir sabiti
göstermektedir.)

V1/V2=T1/T2

Bu bağıntı ilk defa yine bir
Fransız bilgini olan Gay-Lussac tarafından bulunmuştur ve Gay-Lussac
kanunu olarak anılmıştır.

Alıştırma:

Bir gaz 27 C de ve
bir atm. 600 ml. Gelmektedir.bu gazın 0 C de ve 1 atm. de hacmi ne olur.
?





Çözüm:



Gazın sıcaklığı
düştüğü göre , hacmi de mutlak sıcaklıkta orantılı olarak azalacaktır.
Önce sıcaklıkları mutlak sıcaklık cinsinden yazalım.



T1=
27+273=300 K

T2= 0+273 =273 K

V1/V2=T1/T2 =>
600/V2=300/273 buradan

V2=546 bulunur;



Beklendiği
gibi, genel gaz denkleminde sıcaklığı sabit tutarsak Boyle, basıncı
sabit tutarsak Charles , hacmi sabit tutarsak Gay-Lusssac kanunlarını
elde ederiz.

Boyle kanunu gazların hacimlerinin basınçla büyük
ölçüde değiştirilebileceğini belirtmektedir. Katı ve sıvılarda ise
hacmin basınçla değişmesi önemsemeyecek kadar küçüktür.
[Linkleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]
Charles
kanunu, bütün gazların genleşme katsayılarını birbirinin aynı olması
özelliği ile ilgilidir. Katı ve sıvılarda ise sıvılarda ise genleşme
katsayısı hem çok küçük hemde her madde için aynı değildir.

Gay
Lussac kanunu hacmi sabit tutulan bir gazın sıcaklığı arttırıldığında
basıncınında artacağını belirtmektedir.gazların genleşme katsayısı ile
basınçlarının artma katsayısı birbirinin aynı ve 0 C deki hacim ve
basınç değerinin 1/273 dür.



Gazlara ait bir önemli
gözlemde birbiri içine büyük bir hızla yayılabilmeleridir.

Gazların
bu özellikleri nasıl açıklanabilir?



Sıkıştırılabilmeleri
özelliği bizi, gaz molekülleri arasındaki boşluğun moleküllerin kendi
hacimlerinden çok daha büyük olduğu varsayımına götürmektedir.katı ve
sıvılar basınçla çok az sıkıştırılabildiğine göre moleküller arasındaki
boşluklar çok azdır. Dikkat edecek olursak bu varsayımla moleküllerin
kendilerinin sıkıştırılamıyacağını kabul etmiş oluyoruz.

Gazlar
ayrıca sıvı ve katıların aksine konuldukları kapların her tarfına
yayılırlar. Gaz molekülleri arasında büyük boşluklar olduğuna ve her
tarafa doğru yayıldıklarına göre boşlukta asılı olarak nsıl
kalabilirler. Bu güçlüğü gaz moleküllerinin devamlı olarak hareket
halinde olduklarını kabul etmekle giderebiliriz.

Gazların kineitk teorisi gazların davranışlarını açıklayabilmek için
kurulmuş böyle bir modeldir. Bu teoremlerin önemli varsayımları
şunlardır.

1) Gaz molekülleri arasındaki boşluklar okadar
büyüktür ki moleküllerin kendi hacimleri, bu boşluklar yanında
önemsenmeyebilir.

2) Gaz molekülleri birbirine etki etmeyen,
aralarında hiç bir çekme kuvveti olmayan bağımsız parçacıklardır.

3)
Moleküller her yönde çok hızlı doğrusal hareket yaparlar.

4)
Hareket halindeki moleküller birbirlerine ve içinde bulundaki kabın
çeperlerine çarparlar. Bu çarpışmalar tam esnek çarpışmalardır.

5)
Gaz moleküllerinin belirli bir andaki hızları birbirinin aynı
değildir ve bir molekülün değişik anlardaki hızlarıda birbirinden
farklıdır.

6) Hızları farklı olmasının sonucu olarak
moleküllerin kinetik enerjileri de farklıdır.

7) Moleküllerin
ortalam kinetik enerjileri mutlak enrjileri mutlak sıcaklıkla doğru
orantılıdır.



Kinetik teoriye uyan gazlara ideal gaz
denir. Gerçekte hiçbir gaz tam anlamıyla ideal değildir.




Gaz
Basıncı :

Basınç birim yüzeye etki edenkuvvet eden kuvvet
olduğuna göre bir gazın basıncı, moleküllerin bulunduğu kabın
çeperlerine çarpmalarından ileri gelir. Gazın moleüllerinin her yöndeki
ortalama hızı aynı olduğuna göre gazın basıncı da kabın her noktasında
aynı olcacaktır.

Boyle Kanunu:



Bir gazın hacmini,
sıcaklığını değiştirmeden yarıya indirelim. Böylece gaz moleküllerinin
sayısında bir değişiklik olmaz ancak birim hacimdeki gaz moleküllerinin
sayısı iki misli olur. Bu nedenle moleküller arasındaki uzaklık ve
dolayısıyla aynı molekülün çeperdeki herhangi bir noktaya ikinci gitmesi
gereken yol yarıya iner. Sıcaklık aynı kaldığından molküllerin ortalam
hızı değişmediğine göre, çepere yapılan çarpma sayısı ve dolayısıyla
basınç iki misli artar.





Charles ve Gay-Lussac
Kanunları :



Kinetik teoriye göre moleküllerin kinetik
enerjisi mutlak sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişmektedir. Bir
gazın sıcaklığı arttığında moleküllerin hızı artar. Hızın artmasıyla,
moleküllerin hızı artmasıyla , moleküllerin çepere çarpma sayısı ve her
çarpmanın itme gücü artacağından gazın basıncı artar. Eğer dış basınç
sabit ise iç basıncın artması nedeniyle hacim artar.



Van
Der Waals Denklemi :



Genel gaz denklemi hacim, basınç
ve sıcaklık gibi değişkenler arasında ilişki kuran ve bu değişikliklerle
ilgili kanunları özetleyen bir denklem olduğuna göre yalnız ideal
gazlar için geçerlidir.



PV = nRT olduğuna göre 1 mol gaz
için



PV/RT= 1 olur.



Gay-Lussac Hacim Oranları Kanunu

Gay-Lussac 1808 yılında,
birbiriyle gaz halinde reaksiyona girerek yine gaz halinde bileşikler
veren reaksiyonları ve buradaki hacim değişikliklerini incelemiştir.bu
çalışmalr sonunda görülmüştür ki;

Aynı sıcaklıkve basınç
şartlarında bir kimyasal reaksiyona giren ve reaksiyonda meydana gelen
gazların hacimleri arasında basit bir oran vardır. Buna Gay-Lussac hacim
oranlarrı kanunu denir.







Avogadro
Hipotezi



Aynı basınç ve sıcaklıkta bütün gazların eşit
hacimlerinde eşit sayıda molekül vardır.

Eşit sıcaklık ve basınç
şartlarında bütün gazların eşit hacimlerinde aynı sayıda molekül
bulunacağına göre sıcaklık, basınç ve hacim hacim değerleri
belirtildiğinde molekül sayısının da belirli olması gerekir.standart
şartlarda (0 C ve 760 mm Hg basıncı altında) herhangi bir gazın 1
molünün hacmi 22,4 litre

Gelir ve 1 mol gazda 6,02 x 10 (üzeri)23
molekül bulunur. Bu sayıyada avogadro sayısı denir.



Gazların
difüzyonu : Graham Kanunu

Gazlar birbiriyle her oranda
karışabilirler. Odanın bir köşesine serpilen kolonyanın kokusunu diğer
köşesinde duyabiliriz. Bu ancak kolanya buharlarının havanın içinde
ilerliye bilmesi ile mümkündür. Bu olaya gazların difuzyonu denir.[Linkleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]



Graham
kanununun kinetik teoriye göre açıklanması :

Birbirine karışan
gazların sıcaklıkları aynı olacağına göre ortalama kinetik enerjileri
birbirine eşittir.









ÖZET



q
Boyle Kanunu :



Sabit sıcaklıkta bir gazın hacmi ile
basıncının çarpımı sabittir.

PV=K



q Charles
Kanunu:



Sabit basınçta bir gazın hacmi mutlak sıcaklıkta
doğru orantılıdır.

V=KT



q Gay-Lussac Kanunu:



Hacmi
sabit olan bir gazın basıncı mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.

P=KT



q
Genel gaz denklemi:



Bu denklem, hacim, basınç,
sıcaklık ve gaz miktarı arasında veya Boyle, Charles ve Gay-Lussac
kanunları ve avogadro hipotezi arasında bağıntı kuran genel bir
denklemdir.

PV= n RT



q Daltonun kısmi basınç
kanunu:



Bir gaz karışımının toplam basınc, karışımı
meydana getiren gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir.


Gaz Yasaları - Sayfa 5
HaPpY : 2005-08-05 18:03:34 Yazdırılabilir
Fiziko Kimya



Pt= P1+P2+P3+….+Pn

q Gazların kinetik teorisi:



Bu teoriye göre, gazlar
aşağıdaki şekilde davranırlar;



1) Gaz molekülleri
arasındaki boşluklar o kadar büyüktür ki moleküllerin hacimleri
hacimleri, bu boşluklar yanında önemsenmeyebilinir.

2) Gaz
molekülleri birbirine etki etmeyen aralarında hiçbir çekme kuvveti
olmayan bağımsız parçacıklardır.

3) Moleküller her yönde çok
hızlı doğrusal hareket yaparlar.

4) Hareket halindeki
moleküller birbirine ve içinde bulundukları kabın çeperlerine çarparlar.
Bu çarpışmalar tam esnek çarpışmalardır.

5) Gaz
moleküllerinin belirli bir andaki hızları birbirinin aynı değildir ve
bir molekülün değişik anlardaki hızlarıda farklıdır.

6)
Hızlarının farklı olmasının sonucu olarak moleküllerinkinetik enerjileri
de biribirinden farklıdır.

7) Moleküllerin ortalama kinetik
enerjileri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.



q
Van Der Waals Denklemi :



Bu denlem genel gaz
denkleminin gerçek gazlar için kullanılabilmesini sağlamak amacı ile
düşünülmüştür.



q Gay-Lussac Kanunu:



Aynı
sıcaklık ve basınç şartlarında bir kimyasal reaksiyona giren ve
reaksiyonda meydana gelen gazların hacimleri arasında basit bir oran
vardır.



q Avogadro Hipotezi :



Aynı
basınç ve sıcaklıkta bütün gazların eşit hacimlerinde aynı sayıda
molekül vardır. Standart şartlarda (0 C ve 760 mm Hg basıncı altında )
herhangi bir gazın hacmi 22,4 litredir. Bir mol gazda 6,02 x 10 (üzeri)
23 molekül bulunur. Bu sayıya avogadro sayısı denir.