Qazli bə neftli SÜxurlarin fiZİKİ xassəLƏRİ

VI.2 Qaz halı qanunları

Qaz halında olan cisimlər də atomlardan və ya molekullardan ibarətdir. Belə ki, qazlarda molekullar bərk və maye cisimlərdəkinə nisbətən bir-birindən daha uzaq məsafədə yerləşir, yəni qaz molekulları arasındakı czibə və itələmə qüvvələri çox zəif olur.

Deməli, qaz halı qanunlarını tərtib etmək üçün ya molekullar yığımının, ya da hər molekulun ayrılıqda hərəkətinə baxmaq lazımdır. Məlumdur ki, əgər hər molekulun ayrılıqda hərəkəti mexanikanın qanunlarına tabedirsə, molekullar yığımının hərəkəti yeni hərəkət forması olub, mexaniki hərəkət formasından fərqlənir. Ona görə də molekul yığımına aid olan xassə (makroskopik xassə), hər molekula ayrılıqda aid olan xassədən (mikroskopik xassə) fərqli olur. Məsələn, qazın təzyiqi, temperaturu, istilik keçirməsi, özlülüyü makroskropik xassə adlanır. aydındır ki, bu xassələri hər molekula aid etmək olmaz. Qaz molekullarının orta kinetik enerjisi, sürəti və s.qazların mikroskopik xassənin xarakterizə edir.

Qeyd edək ki, qazın makroskopik xassələri ilə mikroskopik xassələri arasında kəmiyyət asılılığı məlumdur. Məsələn, qaz molekullarının orta kinetik enerjisi qazın temperaturu ilə , qazın özlülüyü isə molekulların orta sürəti ilə düz mütənasibdir və s. Bu asılılıqları almaq üçün riyazi statistikanın üsullarından istifadə edilir.

Neft və qaz yataqlarının işlənməsi prosesində qaz halı tənliyini tərtib etdikdə qəbul edilir ki, molekulların həcmi qazın ümümi həcmindən çox kiçikdir və onlar qarşılıqlı təsirdə olmur. Belə qaz modelinə ideal qaz modeli deyilir. Bu modeli real qazlara tətbiq etdikdə isə molekulların həcmi və onlar arasındakı qarşılıqlı təsir nəzərə alınmalıdır.

Qazların temperaturu, təzyiqi və həcmi arasındakı əlaqəni müəyyən edən tənliyə hal tənliyi deyilir.

İdeal qazların, verilmiş temperaturda hal tənliyini Boyl–Mariott qanununa əsasən müəyyən etmək olar, yəni:

( m = const, T = const), (VI.1)

burada P,V,T – qazın təzyiqi, həcmi və temperaturu; m-qazın kütləsidir. - sabit kəmiyyəti, qazın kütləsi və temperaturundan asılıdır.

Sabit təzyiqdə qazın həcmi ilə temperaturu arasındakı asılılığı, Gey – Lyussak qanunu verir, yəni:

(VI.2)

Qeyd etmək lazımdır ki, c2 sabit kəmiyyəti, qazın kütləsi və təzyiqindən asılıdır. Bu qanun əsasında həcmin temperaturdan asılılığını ala bilərik, yəni:

(VI.3)

burada -də qazın həcmi; – termik həcmi genişlənmə əmsalı olub, bütün qazlar üçün dər^-1-ə bərabərdir.

Sabit həcmdə qazın təzyiqi ilə temperaturu arasındakı asılılığı Şarl qanunu verilir, yəni:

(VI.4)

(VI.4) ifadəsindən görünür ki, qazın həcmi dəyişmədikdə verilmiş qaz kütləsinin təzyiqi ilə mütləq temperaturunun nisbəti sabit qalır. sabit kəmiyyəti qazın kütləsi və həcmindən asılıdır.

Bu qanunlardan istifadə edərək qaz halını xarakterizə edən , və kəmiyyətləri arasındakı asılılığı tapa bilərik. Tutaq ki, kütləsi m olan qazın başlanğıc vəziyyətində təzyiqi , həcmi və temperaturu , sonrakı vəziyyətində isə uyğun olaraq , və dir.Bu qazı, başlanğıc vəziyyətdən sonrakı vəziyyətə aşağıdakı qaydada keçirək:

1) qazın şəraitində temperaturunu -yədək artıraq. Onda qazın həcmi, Gey – Lyussak qanununa əsasən olacaqdır;

2) həcmdə qazın təzyiqini şəraitində -dən - yədək artıraq. Onda Boyl – Mariott qanununa əsasən olur. Bu həcmlərin bərabərliyindən yaza bilərik:

(VI.5)

Düsturların görünür ki, verilmiş qaz kütləsi üçün təzyiqlə həcmin hasilinin mütləq temperatura bölünməsindən alınan nisbət, qaz halından asılı olmayan sabit kəmiyətdir:

(VI.6)

(VI.6) tənliyi Klapeyron tənliyi adlanır. bu tənlikdəki sabiti Avoqadro qanunundan istifadə edərək tapmaq olar. Bilirik ki, qazın miqdarı bir mol olarsa, =0,1 mPa və T = 273° K – də istənilən qazın həcmi mol 22,4 l/mol olur.

Qazın miqdarı bir mol olmayıb, hər hansı mol olarsa, ideal qazın hal tənliyinin ən ümumi şəklini (VI.6) ifadəsindən almaq olar:

(VI.7)

Bu tənliyə Mendeleyev – Klapeyron tənliyi deyilir.qaz qarışığını tədqiq edərkən Dalton qanunundan istifadə edilir. Bu qanun (VI.7) tənliyi ilə birlikdə istənilən qaz qarışığının hal tənliyini tapmağa imkan verir.

Qarışığa daxil olan hər bir qaz komponenti, onun yerləşdiyi qabın divarına göstərilən yekun təzyiqin yaranmasında iştrak edir. Qaz qarışığının hər bir komponentinin ayrılıqda həcmi qarışığın həcminə bərabər olduğu zamçan qabın divarına göstərdiyi təzyiqə parsial (yəni xüsusi) təzyiq deyilir. Dalton qanununa görə qaz qarışığının təzyiqi , onu təşkil edən qaz komponentlərinin , ,..., parsial təzyiqlərinin cəminə bərabərdir, yəni:

+ +...+ = (VI.8)

Əgər qaz qarışığındakı qaz komponentlərinin həcmini ( )ümumi təzyiqə ( ) gətirsək, komponentlərin parsial həcmlərini ( ) alarıq, yəni:

(VI.9)

Buradan parsial təzyiqlər üçün aşağıdakı ifadəni alırıq:

burada –komponentin mol hissəsidir. Komponentin parsial həcminin, ümumi həcmə olan nisbətinə, həcm və ya mol hissəsi deyilir.