1.7
Gazlar, molekülleri birbirinden çok uzak durduğu için düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta neredeyse ideal davranır ve moleküller arası çekim ve itmeleri önemsiz kılar. Bu koşullar altında, gaz pVm = RT denklemini yakından takip eder; burada Vm gazın molyar hacmidir.
Ancak, gerçek gazlar van der Waals denklemini takip eder çünkü yüksek basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda ideallikten sapırlar; burada moleküller arası kuvvetler ve moleküllerin kapladığı hacim anlamlı hale gelir.
Gazların ideal davranıştan sapmasını nicelikle ölçemek için, sıkıştırma faktörü olan Z, aynı koşullar altında gerçek bir gazın molar hacmi ile ideal gazın molar hacminin oranı olarak tanımlanır.
İdeal bir gaz için, Z tüm basınçlarda bire eşittir. Gerçek gazlar için, Z çok düşük basınçlarda bire yaklaşır ve yüksek basınçlarda birin üzerinde, orta basınçlarda çoğu gaz için Z birden azdır.
Virial durum denklemi, basınç değişkenleri için terimler ekleyerek ideal gaz yasasını arındırır.
Z ve sıcaklığa bağlı virial katsayıları kullanarak ideal gaz davranışından sapmaları ölçür.
Gerçek gazlar, özellikle yüksek basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda ya da sıvıya kondensasyon üzereyken ideal gaz yasalarına tam olarak uymaz. Bu sapmalar, gaz molekülleri arasındaki moleküller arası kuvvetlerden kaynaklanır. İtme kuvvetleri genişlemeye yardımcı olur ve moleküller genellikle yüksek basınçta çok yakın olduğunda önemlidir. Çekim kuvvetleri sıkıştırmaya yardımcı olur ve daha uzun menzile sahiptir; birkaç moleküler çapta etkilidir. Moleküller yakın ama mutlaka temas etmediğinde anlamlı hale gelirler ve moleküller birbirinden uzaktayken azalırlar.
Moleküllerin geniş aralıklı olduğu ve moleküller arası etkileşimlerin minimal olduğu düşük basınçlarda, gazlar neredeyse ideal davranır. Orta basınçlarda, çekim kuvvetleri itici kuvvetleri aşar, bu da gazı ideal bir gazdan daha sıkıştırılabilir kılar. Yüksek basınçlarda, itici kuvvetler baskın olur ve gazın daha az sıkıştırılabilir olmasına neden olur.
Sıkıştırma faktörü Z, gerçek bir gazın ideal davranıştan sapmasını nicelendirmek için kullanılır. Bu, aynı basınç ve sıcaklıkta ölçülen bir gazın mol hacmi ile ideal bir gazın mol hacmi arasındaki oranıdır. İdeal bir gazın tüm basınçlarda Z = 1'dir. Gerçek gazlar çok düşük basınçlarda Z ≈ 1'e sahiptir ve neredeyse mükemmel davranır. Yüksek basınçlarda, baskın itme kuvvetleri nedeniyle Z 1> olurken, ara basınçlarda çoğu gazın Z < 1 olur; bu da çekim kuvvetlerinin ideal gazın molar hacmini azalttığını gösterir.
İdeal gaz yasası (pVm = RT), yüksek sıcaklıklarda ve büyük mol hacimlerindeki gerçek gazlar için iyi bir ilk yaklaşımdır. Virial durum denklemi, basınç değişkenleri için terimler ekleyerek bunu iyileştirir. Sıcaklığa bağlı olan sıkıştırma faktörü Z ve virial katsayılar, ideal davranıştan sapmaları ölçür. Gerçek bir gaz, düşük basınçlarda ideal gaz davranışıyla uyumlu olabilir, ancak tüm özellikleri ideal gazla mutlaka örtüşmemektedir. Boyle sıcaklığı, basınç sıfıra yaklaşırken gerçek gaz özelliklerinin ideal gazla eşleştiği yerdir.
Gazlar, molekülleri birbirinden çok uzak durduğu için düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta neredeyse ideal davranır ve moleküller arası çekim ve itmeleri önemsiz kılar. Bu koşullar altında, gaz pVm = RT denklemini yakından takip eder; burada Vm gazın molyar hacmidir.
Ancak, gerçek gazlar van der Waals denklemini takip eder çünkü yüksek basınçlarda ve düşük sıcaklıklarda ideallikten sapırlar; burada moleküller arası kuvvetler ve moleküllerin kapladığı hacim anlamlı hale gelir.
Gazların ideal davranıştan sapmasını nicelikle ölçemek için, sıkıştırma faktörü olan Z, aynı koşullar altında gerçek bir gazın molar hacmi ile ideal gazın molar hacminin oranı olarak tanımlanır.
İdeal bir gaz için, Z tüm basınçlarda bire eşittir. Gerçek gazlar için, Z çok düşük basınçlarda bire yaklaşır ve yüksek basınçlarda birin üzerinde, orta basınçlarda çoğu gaz için Z birden azdır.
Virial durum denklemi, basınç değişkenleri için terimler ekleyerek ideal gaz yasasını arındırır.
Z ve sıcaklığa bağlı virial katsayıları kullanarak ideal gaz davranışından sapmaları ölçür.
From Chapter 1:
Now Playing
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
218 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
842 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
366 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
445 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
240 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
247 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
211 Views
Gases and the Zeroth Law of Thermodynamics
322 Views