İdeal Gaz Varsayımından Sapmalar
Yüklə 52,92 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- İdeal Gaz Varsayımından Sapmalar
- Moleküller Arası Bağlar ve Gerçek Gazların Sıvılaşması
- Gaz, Buhar ve Kritik Sıcaklık
- Soğutucu akışkanların sahip olması gereken bazı özellikler a
- Buzdolabı ve Kriyojenik Teknoloji
- Sıvılar ve Özellikleri Sıvı
- Adhezyon ve Kohezyon Kuvvetleri
- Maddenin Hâlleri
- Bağıl Nem
| www.kimyadersim.com GERÇEK GAZLAR
Gaz moleküllerinin kendi hacimleri (öz hacim) toplam hacim yanında ihmal edilebilecek kadar küçük olan ve molekülleri arasında etkileşme bulunmayan gazlar ideal gaz varsayımına uyar. düşük basınç yüksek sıcaklıkta idealliğe yaklaşırlar. Ancak yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta moleküller arasındaki etkileşimler artacağı için gazlar ideal gaz varsayımından sapar .
İdeal gaz denklemi PV= nRT olduğuna göre 1 mol gaz için PV/RT = 1’dir. İdeal gazlar farklı sıcaklık ve basınç koşullarında da bu eşitliği doğrular. Ancak gerçek gazlar her koşulda bu eşitliği sağlamaz.
PV/RT=1 değerindeki sapma miktarı gazın ideal gaz denkleminde hesaplanan sonuçtan ne kadar saptığını gösterir. Gerçek bir gazın ideal gaz denkleminde hesaplanan sonuçtan sapması gazın cinsi (molekülün polarlanabilirliği), basıncı ve sıcaklığı gibi nedenlere bağlıdır. Gerçek gaz taneciklerinin hacimleri ideal gazlarda olduğu gibi ihmal edilemez. Moleküller Arası Bağlar ve Gerçek Gazların Sıvılaşması
Gazların kaynama sıcaklığı moleküller arası etkileşime bağlıdır.
Moleküller arasındaki etkileşimin şiddeti arttıkça gaz daha yüksek sıcaklıklarda sıvılaşabilir. Bu durumda gaz molekülleri arasındaki etkileşimin şiddeti ne kadar az ise gaz, idealliğe o kadar yakındır. Gaz molekülleri arasındaki etkileşimin şiddeti arttıkça madde, gaz hâlden sıvı hâle geçeceği için ideallikten uzaklaşır.
Herhangi bir maddeyi soğutmanın yollarından birisi kendisinden daha soğuk başka bir maddenin içine koymaktır. Bu amaçla kullanılan soğutucu maddeler; buz, sıvı hava, kuru buz (katı CO2), aseton-alkol veya aseton-eter karışımıdır. Joule ve W. Thomson gazların sıvılaşması ve yoğunlaşması ile ilgili çalışmalar yapmışlardır. Genleşen bir gazın sıcaklığında değişimin meydana gelmesine Joule-Thomson olayı denir. Gazların basıncı aniden düşürüldüğünde yani gazlar aniden genleştiğinde başlangıç basınç ve sıcaklığına bağlı olarak; Bazı gazların sıcaklığının düştüğü Bazı gazların sıcaklığının yükseldiği Bazı gazların sıcaklığının değişmediği görülmüştür. NOT: H,He, Ne dışındaki tüm gazlar oda koşullarında Joule Thomson olayı sırasında soğur. Sıkıştırılmış gaz tanecikleri aniden genleştiğinde iç enerjisinin bir kısmını tanecikler arasındaki bağları koparmak için harcar.Bu durumda gaz taneciklerinin kinetik enerjisinde azalma olur. Soğutucularda da Joule-Thomson olayından yararlanılarak amonyak, metil klorür, propan gibi kolay buharlaşabilen akıcı maddeler kullanılır. Sıvı hâle getirilen madde borularla dolabın iç yüzeyine verilir. Madde borular içinde gaza dönüşürken dolabın içini soğutur. Aynı gaz kompresör tarafından basınç altında yeniden sıvı duruma getirilir .
Bulunduğu sıcaklıkta, hiçbir basınç altında sıvılaştırılamayan sıkıştırılabilir akışkanlar gaz olarak tanımlanır. Bir gazın sıcaklığı ne kadar yüksek ise sıvılaşması o kadar zordur ve gazı sıvılaştırmak için gereken basınç da o kadar yüksektir. Her bir gaz için farklı değerde olan öyle bir sıcaklık vardır ki bu sıcaklığın üzerinde bulunan gaz hiçbir basınç altında sıvılaştırılamaz. Her gaz için ayrı olan bu sıcaklığa kritik sıcaklık adı verilir. Kritik sıcaklık, bir gazın basınç uygulanarak sıvılaştırılabileceği en yüksek sıcaklıktır ve TK ile gösterilir. Gazlar gibi davrandıkları hâlde, bulundukları sıcaklıkta basınçla sıvılaştırılabilen akışkanlara buhar adı verilir. NOT: Gaz ve buhar, benzer özellikler gösterdiğinden buhar için gaz terimi kullanılabilir. Ancak gaz için buhar terimi kullanılamaz. Bu nedenle buhar da gaz gibi “g” harfi ile simgelenebilir Buharlaşırken ortamdan ısı alarak ortam sıcaklığının düşmesine neden olan maddelere
Soğutucu akışkan olarak kullanılacak maddenin basınçla sıvılaştırılabilmesi ve üzerindeki basınç kaldırıldığında genleşerek buhar hâle geçmesi gerekmektedir. H 2 O oda koşullarında sıvı hâlde bulunduğu için bu koşulları sağlayamaz ve soğutucu akışkan olarak kullanılamaz. Soğutucularda daha önceleri NH3 (amonyak) gibi maddeler kullanılmaktaydı. Bu maddelerin zehirli etkisi nedeniyle daha sonraki yıllarda keşfedilen CCl2F2(Freon-12) soğutucularda kullanılmıştır. Ancak CCl2F2 (Freon-12)’nin ozon tabakasına zarar verdiği son yıllarda saptandığı için kullanımı bazı ülkelerde yasaklanmıştır. Onun yerine puron adı verilen soğutucu akışkanın kullanımı yaygınlaştırılmaya çalışılmaktadır. Puron kütlece %50 oranlarında iki hidroflorokarbon (diflorometan, pentafloro etan) karıştırılarak elde edilir.
Soğutucu akışkanların sahip olması gereken bazı özellikler a. Uygulanabilir basınç altında buharlaşmalı ve sıvılaşmalıdır. b. Kritik sıcaklığı yüksek olmalıdır. c. 1 atm’de mümkün olduğunca düşük kaynama noktasına sahip olmalıdır. ç. Kimyasal olarak zehirli ve yanıcı olmamalı, metallerle tepkimeye girmemelidir. d. Çevreye zarar vermemelidir. e. Kolay temin edilebilir ve üretim maliyeti düşük olmalıdır. f. Daha az enerji tüketmelidir. Buzdolabı ve Kriyojenik Teknoloji Düşük sıcaklıklarda gerçekleşen olayları oluşturan ve bunların uygulamalarını inceleyen bilim dalına
www.kimyadersim.com Sıvılar ve Özellikleri Sıvı, maddenin ana hallerinden biridir. Sıvılar, belli bir şekli olmayan maddelerdir, içine konuldukları kabın şeklini alırlar, akışkandırlar. Sıvı molekülleri, sıvı hacmi içinde serbest hareket ederler. Sıcaklık düşürüldükçe kinetik enerjileri azalan gaz molekülleri sıvı hâle geçer. Sıvı hâldeki moleküller birbirine temas edecek kadar yakın olduğundan aralarındaki çekim kuvvetleri gazlara göre daha fazladır. Moleküllerin sıvı hâldeki hareketleri gaz hâldeki hareketlerine göre daha kısıtlıdır. Gaz molekülleri gelişigüzel (Brown) hareket eder, sıvı molekülleri ise titreşim hareketinin yanı sıra öteleme hareketi de yapar. Sıvı molekülleri arasındaki çekim kuvveti gaz moleküllerine göre fazla olduğundan moleküller arası boşluklar gazlara göre daha azdır. Sıvılara basınç uygulandığında sıvı hacminde ölçülebilir bir değişiklik meydana gelmez. Gazlar sıkıştırılabilir akışkandır; ancak sıvılar ise hemen hemen hiç sıkıştırılamayan akışkanlardır. YÜZEY GERİLİMİ Bir sıvının yüzey alanını arttırmak için gereken enerji ya da işe yüzey gerilimi denir. SI’da yüzey gerilimi birimi J m -2 veya N m -1 dir.
Sıcaklık, moleküller arası kuvvetleri azalttığı için sıcaklığın artması yüzey gerilimini düşürür.
Sıvılar, yüzey gerilimi nedeniyle yüzey alanlarını minumum düzeyde tutmak ister. Bu nedenle sıvı damlaları küre biçimindedir .
Sıvının bir yüzeyi ıslatması ya da yüzeyde küresel damlalar hâlinde kalması, aşağıda tanımlanan iki kuvvete bağlıdır. Sıvı molekülleri (benzer moleküller) arasındaki çekim kuvvetlerine kohezyon kuvvetleri; sıvı molekülleri ile kap çeperleri (farklı moleküller) arasındaki çekim kuvvetlerine de adhezyon kuvvetleri denir. Kohezyon kuvvetleri, adhezyon kuvvetlerinden daha büyükse damla biçimini korur. Eğer adhezyon kuvvetleri büyükse damla film şeridi şeklinde yayılır, yüzeyi ıslatır. Toprağın ve kumaşın su ile ıslanması bu olaya örnektir. Cıva ve suyun deney tüpündeki yüzey görünümü Su ile cam arasındaki adhezyon kuvvetleri su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetlerinden büyük olduğundan su yüzeyi iç bükeydir. Cıvada ise kohezyon kuvvetleri, adhezyon kuvvetlerinden büyük olduğundan cıva yüzeyi dış bükeydir. Sıvıların kapiler borudaki Davranışları Sıvı ve cam gibi maddeler arasındaki adhezyon kuvvetleri büyükse sıvı molekülleri kılcal cam boruda yükselir. Bu olaya kapiler etki denir.
biri sıcaklık bir diğeri ise sıvının içine çözünen veya çözünmeyen başka bir sıvının ya da katının eklenmesidir. Bazı erimiş metaller dışında, birçok sıvının yüzey gerilimi sıcaklık arttıkça azalır. Saf sıvıya bu sıvıda çözünmeyen başka bir sıvı eklendiğinde sıvının yüzey gerilimi bir miktar düşer. Bunun nedeni sıvının diğer sıvı molekülleri ile arasında gerçekleşecek zayıf etkileşimlerdir. Saf sıvıya (çözücü) içerisinde çözünen bir madde eklendiğinde ise çözünen ve çözücünün yapısına bağlı olarak yüzey gerilimi değişir. Çözücünün yüzey gerilimini düşüren maddelere yüzey aktif maddeler, değiştirmeyenlere ise yüzey inaktif maddeler denir. Örneğin deterjan, asitler, alkoller, esterler yüzey aktif; şeker, gliserin, organik asit tuzları yüzey inaktif maddelerdir. Ayrıca sıvı üzerindeki gaz yoğunluğunun arttırılması da yüzey gerilimini bir miktar azaltır.
Viskozite:
Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite denir. Bir sıvının viskozitesi ne kadar büyükse o kadar yavaş akar. Viskozluğun tersine ise akıcılık denir. SI’de viskozitenin birimi Paskal saniye (Pa s)’dir. Moleküller arası kuvvetleri büyük olan sıvılar, moleküller arası kuvvetleri zayıf olan sıvılara göre daha yüksek viskoziteye sahiptir. Mol kütlesi ve moleküllerinin geometrik şekli farklı olan sıvıların viskoziteleri de farklıdır. Büyük kütleli ve doğrusal bir molekül yapısına sahip sıvıların viskozluğu, küçük ve
küresel moleküllerden oluşan sıvının viskozluğundan çok daha yüksektir. Sıcaklık arttıkça moleküller arasındaki çekim kuvvetleri azalacağından sıvının viskozluğu azalır, akıcılığı artar.
hâl değişimi denir.
Buhar Basıncı
Sıvısıyla dengede bulunan
bir buharın
oluşturduğu basınca denge buhar basıncı denir.
Oda sıcaklığında yüksek buhar basıncına sahip sıvılara uçucu sıvılar, düşük buhar basıncına sahip olan sıvılara uçucu olmayan sıvılar denir. Bir sıvının uçucu olup olmamasını moleküller arası kuvvetlerin büyüklüğü belirler. Bu kuvvetler azaldıkça uçuculuk artar. Bağıl Nem:
İçinde su buharı bulunmayan hava kuru hava olarak adlandırılır. Nemli hava ise içinde su buharı ve kuru havanın bulunduğu karışımdır. Havada bulunabilecek su buharına nem denir. Bir hava
kütlesinin bulunduğu sıcaklık derecesine göre alacağı nem miktarının sınırı vardır. Bu sınıra havanın doygunluk noktası denir. Doygunluk noktasına gelen hava daha fazla nem almaz. Hava nem yönünden doygunluğa ulaştığında sıcaklık da düşükse yağış başlar.
içinde bulunan nem miktarının aynı sıcaklıkta o havanın bulundurabileceği maksimum nem miktarı olarak da tanımlanabilir. Bağıl nem havanın olduğundan daha sıcak veya daha soğuk hissedilmesine neden olur. Örneğin; havanın bağıl nemi 5 iken 35 o C sıcaklık 32 o C hissedilirken; bağıl nem 50 olduğunda 35 o C sıcaklık 41 o C hissedilir. Kataloq: DÖKÜMANLAR DÖKÜMANLAR -> E-defter mikro DÖKÜMANLAR -> Prof. Dr. Necdet Altun Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi DÖKÜMANLAR -> Optik atrofi nedenleri ve ayirici tanisi uzm. Dr. Sİbel karaca DÖKÜMANLAR -> Kizilay ilk yardim kitapcigi indd 1 14. 04. 2015 11: 02 DÖKÜMANLAR -> 1 T. C. Sağlik bakanliğI TEMEL Sağlik hizmetleri genel müDÜRLÜĞÜ DÖKÜMANLAR -> T. C. Ulaştirma deniZCİLİk ve haberleşme bakanliğI DÖKÜMANLAR -> Our centre is located in the biggest city of Cukurova region DÖKÜMANLAR -> Yazışma Adresi: Uz. Dr. İbrahim Karagöz; Düzce Üniversitesi, Tıp Fakültesi Yüklə 52,92 Kb. Dostları ilə paylaş:
|