Gazlarda Ölçüm

Fizik ‘te önemli konulardan biride ölçme ile ilgilidir. Herhangi bir maddenin kütlesini yada hacmini ölçmek gerekebilir. Söz konusu olan madde katı yada sıvı ise sorun yoktur. Ölçme işlemi için bir kaç basit yöntem yeterlidir. Ama sıra gazlara gelince iş biraz değişir. Çünkü gazların belirli bir hacimleri yoktur o nedenle içine konuldukları herhangi bir kabı doldurabilirler. Bu işlem gazların moleküler yapısıyla ilgilidir. Katılar gibi belirli bir şekilleri yoktur.

Gazlar

Maddenin üç halinden biridir. Bu haldeyken maddenin yoğunluğu çok az, akışkanlığı ise son derece fazladır. Gaz halindeki maddelerin belirli bir şekli ve hacmi yoktur.Katı bir madde ısıtıldığı zaman, katı halden sıvı, sıvı halden de gaz haline geçer. Bu duruma faz (safha) değişikliği denir. Sıvıyı meydana getiren tanecikler (atom veya moleküller) birbirlerini çeker. Sıvı ısıtıldığı zaman, tanecikler arasındaki çekim kuvveti yenilir ve tanecikler sıvı fazdan (ortamdan) ayrılarak gaz haline dönüşürler. Gazı meydana getiren tanecikler her yönde hareket edebilir ve bulundukları kabın hacmini alırlar. Gazlar birbiriyle her oranda karışabilir.Gazların birbiri ile oluşturdukları karışımlar homojendir. Hacimleri, dolayısıyla yoğunlukları basınç ve sıcaklığa tabidir. Genellikle gazın basınç veya sıcaklığının az miktarda değişmesi, gazın hacminde çok büyük değişiklikler meydana getirir.

Gazların Kütlesi Nasıl Ölçülür?

Gazlar sıvılar ve katılar gibi elle tutulamaz fakat ölçme işlemi sıvılar ile aynı şekilde olur.Yani gaz maddelerin kütleleri de sıvı maddelerin kütleleri gibi ölçülür.Sıvıların ölçüsünde olduğu gibi önce gaz maddelerinin konulacağı kabın darası ölçülür. Daha sonra gaz madde doldurularak yeniden ölçüm yapılır. Son ölçüm ile ilk ölçüm arasındaki fark gaz maddenin kütlesini verir.

Gazların Özkütlesi Nasıl Ölçülür?

Normal Şartlar Altında bir gazın öz kütlesi molekül ağırlığının 22.4 ‘ e bölünmesi ile bulunur. Gazın öz kütlesinin ölçmek için gazın kütlesinin ve hacminin ölçülmesi gerekir. Ancak gazların kütle hacimlerini ölçmek katı ve sıvılarınkileri ölçmekten daha zordur. Çünkü gazlar elle tutulamaz ve hatta çoğunu görmek bile mümkün değildir.

1. N.Ş.A da Özkütle :

Normal şartlar altında bir gazın özkütlesi molekül ağırlığının 22,4 e bölünmesiyle bulunur.

d= MA/22,4

2. Herhangi bir şarttaki özkütle: 

İdeal gaz denklemi: PV=nRT

(P=atm, V=litre R=22,4/273=0,082 T= kelvin cinsinden sıcaklık)

PV=m/MA.R.T ve m=d.V dir. m yerine yazılırsa, PV=(d.V/MA).R.T

P.MA=dRT

d=P.MA / RT

Gazların Basıncı Nasıl Ölçülür?

Gaz basıncını ölçmeye yarayan aletlere manometre denir.

Toriçelli deniz seviyesinde civa kullanarak yapmış olduğu deney sonucu açık hava basıncını hesaplamıştır.

Sıvılar, basıncı her tarafa eşit olarak iletirler. Sıvı basıncı sıvının yüksekliğine ve yoğunluğuna bağlıdır. Cıvanın yoğunlugu 13,6 g/cm3, suyun yoğunluğu 1 g/cm3 tür.

Yukarıdaki deney civa yerine su kullanarak yapılsaydı,

Borudaki su yüksekliği: 76.13,6 = 1033,6 cm olurdu.

76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm

İDEAL GAZ DENKLEMİ

 P.V=n.R.T

P:

Basınç (atm),

76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atm eşitliği unutulmamalıdır.

V: Hacim (ℓt)
n: Mol sayısı
R: Raydberg gaz sabiti olup bütün gazlar için

Gazlar litre.atm/mol.°K

 

T: Sıcaklık birimi olarak daima kelvin kullanılır.

Kelvin = °C + 273 eşitliği vardır.

 

Gazların Hacimleri Nasıl Ölçülür?

Mol gram veya kısaca mol, bir maddenin molekül ağırlığının gram ifadesine eşit olan miktarıdır. Mesela bir mol argon kütle olarak 40 gramdır ve kimyasal moleküler ağırlığı, sayı ifadesi olarak da 40’a eşittir. Gazlarda mol başına hacimden, enerjiden vs. bahsedilir.

Spesifik (özgül) miktarlar bakımından, bir gazın farklı fiziksel özellikleri arasındaki alaka oldukça basit ve bütün gazlar için aynıdır. Mesela bileşimi bilinen herhangi bir gaz için basınç ve sıcaklık gibi sadece iki değişkeni bilmek, o gazın halini tesbit etmeye yeterlidir. Mükemmel veya ideal gaz kanunu, yaklaşık olarak bütün gazlara kullanılabilir. Bu kanun:

P.V = R.T…….(1)

olup, P gazın basıncı; V gazın bir molünün kapladığı hacim; T Kelvin derecesi (273,16+t°C) cinsinden gazın mutlak sıcaklığı; R gaz sabitidir. R’nin sayı ile ifadesinin değeri P ve V için seçilen birime bağlıdır ve R, 273,16°K (0°C) için hesaplanır. Eğer, V = cm3, P = dyn/cm2 ise, R = 8,31.107 erg/mol derece olur.

V = litre, P = atmosfer ise, R= 0,082 litre atm/mol derecedir. Bu formüle göre herhangi bir gazın, 1 molü, 293,16°K (20°C)da 24 litre hacim kaplar. (1) numaralı denklem (n) mol gaz için kullanılırsa:

P.V = nRT (2)

olur. V = n mol gazın hacmidir.