Gazlarda Kinetik Teori - Gazların Yoğunluğu-1
Gazların Yoğunluğu
Gaz haldeki bir maddenin mol kütlesi ve yoğunluğu da ideal gaz denkleminden yararlanılarak hesaplanabilir.
\[\text{İdeal Gaz Denklemi: } P.V=n.R.T \]
- R: İdeal gaz sabiti veya evrensel gaz sabiti olarak adlandırılır. Değeri ~22,4/273 \(L.atm.K^{-1}.mol^{-1}\) dir.
İdeal gaz denkleminde n (mol) yerine \(m/M_A\) (kütle / mol kütlesi) yazıldığında;
\[P.V=\frac{m}{M_A}.R.T \Longrightarrow P.M_A=\frac{m}{V}.R.T \text{ olup, m/V yerine d yazılınca;} \]
\[P.M_A=d.R.T \]
- Yoğunluk (d) Formülü: \(d=m/V\)
Eşitliği elde edilir.
Ideal pistonlu bir kapta;
- Kaba mol kütlesi büyük gaz ilave edilirse yoğunluk artar.
- İçerideki gazla aynı mol kütlesindeki bir gaz ilave edilirse yoğunluk değişmez.
- Daha düşük bir mol kütlesine sahip gaz ilave edilirse yoğunluk azalır.
Gazlarda Kinetik Teori
Kinetik teoriye göre;
- Gaz moleküllerinin hacmi ihmal edilebilecek kadar küçüktür. Bu nedenle gaz moleküllerinin birbirleriyle çarpışma anı dışında aralarında hiçbir zayıf etkileşim olmadığı varsayılır.
- Gaz molekülleri sürekli, gelişigüzel ve doğrusal hareket (Brown hareketi) ederken birbirleriyle ve kap çeperleriyle çarpışırlar.
- Gaz moleküllerinin kinetik enerjileri mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Bu nedenle aynı sıcaklıktaki gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.
- Aynı sıcaklıktaki gazlardan tanecik kütlesi küçük olan gaz tanecikleri daha hızlı hareket eder.
Graham Difüzyon Yasası
Gaz tanecikleri sürekli hareket halinde olduklarından bulundukları ortamda ve birbirleri içinde homojen olarak dağılırlar.
Gazların havada veya başka bir gaz içerisinde yayılması olayına difüzyon, boşlukta ya da tek yönlü yayılması olayına da efüzyon denir.
Yukarıdaki sistemde K musluğu açıldığında He gazının boş olan 1. kaba geçmesiyle efüzyon, L musluğu açılıp \(He\) ve \(H_2\) gazlarının birbiri içinde karışmasıyla da difüzyon olayı gerçekleşir.
Gazların difüzyon hızı, gazın molekül kütlesinin karekökü ile ters, mutlak sıcaklığın karekökü ile doğru orantılıdır.
\[\frac{v_X}{v_Y}=\sqrt{\frac{M_Y}{M_X}} \]
\[\frac{v_X}{v_Y}=\sqrt{\frac{T_X}{T_Y}} \]
İki farklı gazın difüzyon hızlarının karşılaştırılmasında aşağıdaki eşitlik kullanılır. (d: yoğunluk, t: difüzyon süresi)
\[\frac{v_X}{v_Y}=\sqrt{\frac{M_Y.T_X}{M_X.T_Y}}=\sqrt{\frac{d^Y}{d^X}}=\frac{t_Y}{t_X} \]
Questions
- İdeal pistonlu kaba aynı gazdan eklendiğinde normalde yoğunluk değşmez. Yoğunluğun değişmeye başlaması için pistonun daha fazla hareket etmiyor olması gerekir.
- Bu soruda ise bu durum piston 2V ye ulaştığında olur.
