5.10
İdeal gazlar, PV bölü nRT eşittir bir ilişkisini izler. Bir gazın miktarı ve sıcaklığı sabit tutulduğunda, basıncı artırmanın sabit bir oranı korumak için hacmi devamlı azaltacağını belirten Boyle yasasını hatırlayalım. Ancak bu oran, birkaç gerçek gazın bir molü için basıncın bir fonksiyonu olarak grafiğe aktarıldığında, yalnızca düşük basınçlarda ideal değer olan bir"e eşittir.
Basınç arttıkça, eğriler ideallikten önemli ölçüde sapar. Düşük basınçlarda, gaz partiküllerinin birleşik hacmi, bir basketbol topunun içindeki bezelye gibi, kap hacmine göre ihmal edilebilir. Bu nedenle ideal gaz parçacıkları için mevcut hacim, toplam kap hacmine eşittir.
Daha yüksek basınçlarda, gaz yoğunluğu çok daha fazladır. Böylece, bir pinpon topunun içindeki bezelye gibi gaz parçacıklarının birleşik hacmi önemli hale gelir. Bu nedenle, kinetik moleküler teorinin, gaz parçacıklarının ihmal edilebilir hacimde olduğu varsayımı, yüksek basınçlarda geçersizdir.
Gerçek bir gazın kapladığı hacim, partiküllerinin kullanabileceği hacimden daha büyüktür, bu hacim ideal durumda kaplayacağı hacim artı nb'dir, burada b, gaza bağlı olan deneysel olarak belirlenen bir sabittir ve birimi mol başına litredir. Nb'nin çıkarılması, gerçek bir gazın hacmini, partiküleri için geçerli olan hacime getirir bu da ideal hacime eşdeğerdir. Kinetik moleküler teorinin bir başka varsayımı, yani, gaz molekülleri arasındaki moleküller arası kuvvetlerin ihmal edilebilir olduğu varsayımı, yalnızca yüksek sıcaklık ve düşük basınç koşulları altında geçerlidir.
Tipik olarak, gazlar çok zayıf çekici kuvvetler uygular. Düşük basınç koşullarında, gaz parçacıkları büyük mesafelerle ayrılır ve bu nedenle diğer parçacıkların çekici kuvvetlerini algılamazlar. Benzer şekilde, yüksek sıcaklık koşulları altında, parçacıklar, çekici kuvvetlere göre yüksek kinetik enerjilere sahiptir ve çok hızlı hareket ederler.
Parçacıklar çarpıştıklarında birbirleri üzerinden sekerler çünkü yüksek kinetik enerji küçük çekici kuvvetlere baskın gelir. Bununla birlikte, gaz daha yüksek basınçlarda olduğunda, partikül yoğunluğu daha fazladır. Bu nedenle parçacıklar daha yakın mesafelerle yer alırlar ve bu şekilde etkileşime girme olasılıkları artar.
Parçacıklar arasındaki çekici kuvvetler yüksek basınçlarda daha önemli hale gelir. Bu, sıcaklık düştükçe daha belirgindir. Parçacıkların kinetik enerjisi azalır ve daha yavaş hareket ederler.
Moleküller arası çekim önemli hale geldiğinde, parçacıkların çarpıştıklarında birbirlerine yapışma"ihtimalleri giderek artmaktadır. Gaz parçacıkları, komşu parçacıklarla etkileşime girerek daha fazla zaman harcadıkça, kap yüzeyiyle çarpışma sıklığı azalır. Sonuç olarak, gerçek bir gazın uyguladığı basınç ideal bir gazınkinden a-n-kare bölü V-kare daha düşüktür.
Burada, a, deneysel olarak belirlenmiş ve gaza bağlı bir sabittir ve birimi litre-kare çarpı atmosfer bölü mol-kare'dir ve V gerçek hacimdir. Bu terimin eklenmesi, gerçek basıncı ideal bir gazın uyguladığına uygun noktaya çeker. Basınç ve hacim düzeltme faktörleri ile değiştirilmiş denklem, ideal olmayan veya gerçek gazlar için van der Waals denklemi olarak adlandırılır.
Bu noktaya kadar, ideal gaz yasası, PV = nRT, reaksiyon stokiyometrisi ve ampirik ve moleküler formül problemlerinden bir gazın yoğunluğunu ve molar k…
Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.