İdeal Gaz Varsayımından Sapmalar



Yüklə 52,92 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix22.07.2017
ölçüsü52,92 Kb.

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. 

   Gazlar 

düşük basınç yüksek sıcaklıkta idealliğe 

yaklaşırlar. 

Ancak yüksek 

basınç  ve  düşük  sıcaklıkta  moleküller  arasındaki 

etkileşimler artacağı 

için gazlar ideal gaz varsayımından sapar



İdeal Gaz Varsayımından 

Sapmalar 

   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. 

   Grafik 4.4.1’de görüldüğü 

gibi CH4 gazı 200 K (-73 

o

C) 

sıcaklığında ideal gaz denkleminde 

hesaplanan değerden 

oldukça çok sapmıştır. 1000 K 

sıcaklığında ise ideal gaz denkleminden 

hesaplanan sonuca 

oldukça yaklaşmıştır. 

   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. 

 Joule-Thomson Olayı 

   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



Gaz, Buhar ve Kritik Sıcaklık 

  

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 akışkanlar denir. 

  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 

kriyojeni denir. 


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



Adhezyon ve Kohezyon Kuvvetleri 

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. 

 

Yüzey Gerilimine Etki Eden Faktörler 

   Sıvıların yüzey gerilimine etki eden faktörlerden 

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. 

 

Maddenin Hâlleri 

 

 

Maddenin bir hâlden diğer hâline dönüşümüne 



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. 

   

 

   Ayrıca  bağıl  nem  herhangi  bir  sıcaklıkta  hava 



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

hissedilirken;  bağıl  nem  50  olduğunda  35 



o

sıcaklık 41 



o

C hissedilir. 




Yüklə 52,92 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2020
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə