•••Tatomi/iStock/GettyImages
Günlük yaşamınızda, genellikle hava şeklinde, ancak bazen başka şekillerde gazlarla çevrili olduğunuzu kabul edersiniz. Sevdiğiniz biri için satın aldığınız helyum dolu balon buketi veya arabanızın lastiklerine koyduğunuz hava olsun, gazlardan faydalanabilmeniz için önceden tahmin edilebilir bir şekilde davranması gerekir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Gazlar genellikle İdeal Gaz Yasasında tanımlanan şekilde davranırlar. Gazı oluşturan atomlar veya moleküller birbirine çarpar, ancak yeni kimyasal bileşiklerin yaratılmasında olduğu gibi birbirlerini çekmezler. Kinetik enerji, bu atomların veya moleküllerin hareketiyle ilişkili enerji türüdür; bu, gazla ilişkili enerjiyi sıcaklıktaki değişikliklere karşı reaktif hale getirir. Belirli bir gaz miktarı için, diğer tüm değişkenler sabit kalırsa, sıcaklıktaki bir düşüş basınçta bir düşüşe neden olur.
Her bir gazın kimyasal ve fiziksel özellikleri diğer gazlardan farklıdır. 17. ve 19. yüzyıllar arasında birçok bilim adamı, kontrollü koşullar altında birçok gazın genel davranışını açıklayan gözlemler yaptı; bulguları, şimdi İdeal Gaz Yasası olarak bilinen şeyin temeli oldu.
İdeal Gaz Yasası formülü aşağıdaki gibidir:
PV=nRT=NkT
nerede,
- P = mutlak basınç
- V = hacim
- n = mol sayısı
- R = evrensel gaz sabiti = Kelvin sıcaklık birimleri ile çarpılan mol başına 8.3145 Joule, genellikle "8.3145 J/mol K" olarak ifade edilir
- T = mutlak sıcaklık
- N = molekül sayısı
- k = Boltzmann sabiti = 1.38066 x 10-23 Kelvin sıcaklık birimi başına Joule
- Nbir = Avogadro sayısı = 6.0221 x 1023 mol başına moleküller
İdeal Gaz Yasası formülünü ve biraz cebiri kullanarak, sıcaklıktaki bir değişikliğin sabit bir gaz örneğinin basıncını nasıl etkileyeceğini hesaplayabilirsiniz. Geçiş özelliğini kullanarak şu ifadeyi ifade edebilirsiniz:
PV=nRT \implies\frac{PV}{nR}=T
Mol sayısı veya gaz moleküllerinin miktarı sabit tutulduğundan ve mol sayısı ile çarpıldığından sabit, sıcaklıktaki herhangi bir değişiklik, belirli bir numune için basıncı, hacmi veya her ikisini aynı anda etkiler. gaz.
Aynı şekilde formülü de basıncı hesaplayacak şekilde ifade edebilirsiniz. Bu eşdeğer formül:
P=\frac{nRT}{V}
Basınçtaki bir değişikliğin, diğer her şey sabit kaldığında, gazın sıcaklığını orantılı olarak değiştireceğini gösterir.