1. GAZLARIN DAVRANI I

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "1. GAZLARIN DAVRANI I"

Tolga Şen
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 . GZLRIN DRNI I İdeal Gazlar ç: lm 0 RT İdeal gazlar ç: RT Hacm() basıçla() değşk sıcaklıklarda değşm ekl.. de gösterlmştr. T >T 8 T T T 3 asıç T 4 T T 5 T 7 T 8 Molar Hacm ekl.. Gerçek br gazı değşk sıcaklıklardak - lşks. Sıcaklık düşürüldükçe, - dyagramıı şekl değşmekte ve tk sıcaklığa ( T ) erşldğde:

T >T 8 T T T 3 asıç T 4 T T 5 T 7 T 8 Molar Hacm ekl.

2 u basıç ve hacm değerde: T 0 T 0 T sıcaklığıda daha düşük sıcaklıklarda k faz (gaz ve sıvı) beraber buluur. Krtk sıcaklıkta daha düşük br sıcaklıkta meydaa gele değşm ekl. yardımıyla açıklaablr. durumuda elmzde tamame gaz bulumaktadır. asıç artırılı durumua geldğde hala %00 gazda oluşa br durum vardır. asıç daha da artırıldığıda durumua ulaşılır ve bu durumda gazı br kısmı sıvı hale geçmştr ve br gaz+sıvı karışımı vardır. asıç daha da artırıldığıda gazı br kısmı daha sıvı hale döüşür(d durumu). asıç daha da artırıldığıda E durumua ulaşılır k bu durumda tamame gaz tamame sıvılaşmış olur. D E T<T asıç Sıvı Gaz+Sıvı E D Gaz Molar Hacm ekl.: Gerçek br gazda zotermal br şeklde meydaa gele değşmler.

asıç daha da artırıldığıda durumua ulaşılır ve bu durumda gazı br kısmı sıvı hale geçmştr ve br gaz+sıvı karışımı vardır.

3 ekl. ç yaıla açıklamalar ışığı altıda, ekl. de gösterle, gerçek br gazı değşk sıcaklıklarda - lşks göstere deeysel verler kullaarak fazları kararlılık bölgeler şu şeklde gösterleblr: Gaz asıç Sıvı T Gaz+Sıvı Molar Hacm ekl.3. Gerçek br gaz ç fazları kararlılık bölgeler... İdeal Durumda Uzaklaşma ve Gerçek Gazları Durum Deklem r gerçek gazı deal durumda saması sıkıştırma faktörüü de uzaklaşması le ölçülür. Sıkıştırılablme faktörü ( Z ) şu şeklde taımlaır: Z RT İdeal gazlar ç her durumda Z dr. İdeal olmaya gazlar ç Z Z sabt br sayı değl sıcaklık ve basıcı foksyou olarak değşr. Z Z(, T ) 3

Sıvı T Gaz+Sıvı Molar Hacm ekl.3. Gerçek br gaz ç fazları kararlılık bölgeler.

4 azı gazlar ç Z değer değşm aşağıdak ekl 4.de görülmektedr. Düşük sıcaklık ve yüksek basıç değerler ç deal durumda sama oldukça fazladır İdeal gaz ekl.4: azı gazları sıkıştırılablme faktörü değerler basıçla değşm. ekl.5 de görüldüğü gb yüksek sıcaklıklar ve düşük basıç değerlerde, azot gazı deale yakı br davraış serglemektedr.( Z ). cak düşük sıcaklıklarda deal durumda sama meyda gelmektedr. 4

4: azı gazları sıkıştırılablme faktörü değerler basıçla değşm. ekl.

5 ekl.5: N gazıı sıkıştırılablme faktörü değerler değşk sıcaklıklarda basıçla değşm. Z le değşm şu şeklde yazılablr: Z m+ RT m+ İfadey düzelersek: ( mrt) RT olur. b ' mrt ( b ' ) RT şeklde yazarsak: u deklem deal olmaya br gazı durum deklemdr. 5

.3. a Der Waals Gazı İdeal gaz deklem oluşturulurke kullaıla varsayımlar : r brleryle etkleşm göstermedkler Moleküller hacm hmal edleblr Gerçek gazlar ç durum deklem türeteblmek ç, deal gazlar ç bu

6 .3. a Der Waals Gazı İdeal gaz deklem oluşturulurke kullaıla varsayımlar : r brleryle etkleşm göstermedkler Moleküller hacm hmal edleblr Gerçek gazlar ç durum deklem türeteblmek ç, deal gazlar ç bu durumları gözde geçrlmes gerekmektedr. Gerçek gazlarda taeckler deal gazlarda farklı olarak brbrleryle etkleşm haldedrler. Moleküller arasıdak etkleşm göz öüe alıması: İdeal gaz deklem: RT RT Moleküller arasıdak çekmde dolayı gazı dışarıya uygulayacağı basıç deal gaz deklemyle hesalaaa basıçta daha düşüktür. r molekülü bell br ada bell br oktada buluma olasılığı br. İkc br molekülü brc molekülle ayı ayda ayı yerde buluma olasılığı ye dr. uda dolayı moleküller arası etkleşmde dolayı meydaa gele değşm: u değşm deal gaz deklemde kullaılırsa, elde edle basıç değer: a gr d dr. 6

Moleküller arasıdak etkleşm göz öüe alıması: İdeal gaz deklem: RT RT Moleküller arasıdak çekmde dolayı gazı dışarıya uygulayacağı basıç deal gaz deklemyle hesalaaa basıçta daha düşüktür.

7 gr olur. RT a a : Gazı moleküller arasıdak etkleşm belrte sabt. Maddesel br özellktr. Moleküller hacm göz öüe alıması hacme sah br ortamda bulua br gazı moleküller serbestçe hareket edebleceğ hacm gr b dr. urada b : Gazı oluştura moleküller molüü tolam hacm.(sıkıştırılamaya hacm) u düzeltme de göz öüe alıdığıda, gerçek gazlar ç durum deklem: gr RT a b olur. u deklem a der Waals deklem olarak smledrlr. Yukarıdak dekleme göre, basıcı hacmle değşm çzlrse: T < T < T 3 < T 4 < T 5 < T 6 T 6 asıç T 5 T 4 T 3 T T Molar Hacm ekl.6. r va der Waals gazı ç, değşk sıcaklıklarda basıcı hacme bağlı değşm 7

urada b : Gazı oluştura moleküller molüü tolam hacm.

8 Sıcaklık artırıldığıda, mmum ve maksmum oktalar brbrlere yaklaşır ve tk sıcaklıkta ( T ) brbrleryle çakışır. u tk oktada: T T a der Waals dekleme göre: RT ( b) a T RT ( b) a T RT ( b) 3 6a 4 0 u deklemeler çözümü soucuda: 8a T 3b 7bR a 7b Tablo.: azı gazları tk durum verler, a der Waals sabtler ve sıkıştırılablme katsayıları. Gaz T a b K atm cm 3 /mol lt atm/mol lt/mol He H N O O O NH H O Z 8

: azı gazları tk durum verler, a der Waals sabtler ve sıkıştırılablme katsayıları. Gaz T a b K atm cm 3 /mol lt atm/mol lt/mol He 5.3.6 57.6 0.034 0.037 0.

9 Örek: O gazıı - dyagramıı 400,600 ve 800 o K sıcaklıkları ç, a der Waals bağıtısıı kullaarak çzz. mol gaz ç: RT a b lt atm a 3.59 mol ( 0 m ) (.03 0 a) a 3.59 a 0.363m b b 6 a lt mol m 8.34 T asıç (atm) o K 400 o K 800 o K İdeal Waals Molar Hacm (m 3 ) O gazıı değşk sıcaklıklardak - dyagramı Yüksek sıcaklık ve hacmlerde moleküller arası etkleşm (çekm veya tme) çok küçük olduğu ç gazı davraışı deal gaza yaklaşır. Düşük sıcaklıklarda ve küçük 9

363 asıç (atm) 500 400 300 00 00 600 o K 400 o K 800 o K İdeal Waals 0 0 0.000 0.0004 0.0006 0.0008 0.

10 hacmlerde moleküller arası mesafe çok küçük olduğu ç, moleküller arası etkleşm basıç üzerde büyüktür. uradak örek de, 400 o K sıcaklığıda ve düşük hacmlerde O moleküller arasıdak çekm kuvvet yüzüde gazı basıcı deal gaz deklemyle hesalaa basıç değerde daha düşüktür. Örek: H gazıı - dyagramıı 400,600 ve 800 o K sıcaklıkları ç, a der Waals bağıtısıı kullaarak çzz. mol gaz ç: RT a b lt atm a 0.46 mol ( 0 m ) (.03 0 a) a 0.46 a 0.049m b b 6 lt mol a m 8.34 T asıç (atm) o K 600 o K 400 o K İdeal Waals Molar Hacm (m 3 ) H gazıı değşk sıcaklıklardak 0 - dyagramı

Örek: H gazıı - dyagramıı 400,600 ve 800 o K sıcaklıkları ç, a der Waals bağıtısıı kullaarak çzz. mol gaz ç: RT a b lt atm a 0.46 mol 3 3 5 ( 0 m ) (.03 0 a) a 0.

11 uradak örek de, 400 o K sıcaklığıda ve düşük hacmlerde H moleküller arasıdak tme kuvvet yüzüde gazı basıcı deal gaz deklemyle hesalaa basıç değerde daha yüksektr..4. İdeal Gazları ve İdeal Gaz Karışımlarıı Termodamk Özellkler Gbbs serbest eerjs değşm: dg d+ SdT Sabt sıcaklıkta: dg d İdeal gazlar ç: RT olduğu ç: d dg RT ua göre, sabt sıcaklıkta basıç de değere çıkartılırsa meydaa gele Gbbs serbest eerjs değşm: dg RT d G (, T ) G(, T ) RT l G ( +, T ) G(, T ) RT l atm durumu Stadart Durum olarak kabul edlrse: G o (, T) G ( ) G G T o + RT l.4..ideal Gaz Karışımları İdeal gaz karışımlarıı termodamk özellklerde bahsetmede öce, mol kesr,kısm basıç ve kısm molar özellkler kavramlarıda bahsedlmes gerekmektedr.

İdeal Gazları ve İdeal Gaz Karışımlarıı Termodamk Özellkler Gbbs serbest eerjs değşm: dg d+ SdT Sabt sıcaklıkta: dg d İdeal gazlar ç: RT olduğu ç: d dg RT ua göre, sabt

12 Mol Kesr rde fazla bleşe çere br sstemde, br bleşe mol mktarıı tolam mol mktarıa oraıa mol kesr der. Öreğ elmzde mol, mol ve mol bleşede ola br karışım olsu. u durumda bleşeler mol kesrler: X + + X + + X + + Doğal olarak bleşeler mol kesrler tolamı: X + X + X Kısm asıç r deal gaz karışımıı tolam basıcı, karışımda bulua her br deal gazı basıçlarıı tolamıa eşttr. Öreğ elmzde, ve deal gazlarıda oluşa br deal gaz karışımı olsu. ua göre bu karışımı tolam basıcı: + +, ve, ve gazlarıı kısm basıçlarıdır. Öreğ elmzde sadece mol gazı bulusu. u durumda basıç: RT Eğer gazıa hacm ve sıcaklık sabt kalmak koşuluyla mol gazı eklerse, bu durumda basıç: + ( + ) RT Eğer bu karışıma hacm ve sıcaklık sabt kalmak koşuluyla mol gazı eklerse, bu durumda basıç:

basıçlarıı tolamıa eşttr. Öreğ elmzde, ve deal gazlarıda oluşa br deal gaz karışımı olsu. ua göre bu karışımı tolam basıcı: + +, ve, ve gazlarıı kısm basıçlarıdır.

13 + + ( + + ) RT ( + + ) + + RT olur. RT Mol kesr taımıda yararlaarak: X X olarak buluur. u durumu geellersek:. bleşe kısm basıcı X İdeal Gaz Karışımlarıı Karışımıda dolayı meydaa gele Gbbs serbest eerjs değşm: Karışmada öcek her br bleşe Gbbs serbest eerjs: G G o + RT l r deal gaz karışımıdak her br bleşe Gbbs serbest eerjs: G G o + RT l Karışımda dolayı meydaa gele Gbbs serbest eerjs değşm: G G G ş ş ş G G saf G G o o ( G + RT l ) ( G RT l ) + ş G RT l Eğer karışımda öce gazları basıçları brbre eştse:... k ve karışım sabt hacmde gerçekleştrlyorsa :... k 3

eerjs: G G o + RT l r deal gaz karışımıdak her br bleşe Gbbs serbest eerjs: G G o + RT l Karışımda dolayı meydaa gele Gbbs serbest eerjs

14 G ş RT l ( X ) X olur böylece: İdeal Gaz Karışımlarıı Karışımıda dolayı meydaa gele Etal değşm: İdeal gazlar ç etal değşm: dh c dt Etal değşm sadece sıcaklık değşme bağldır. u yüzde karışımda dolayı meydaa gele etal değşm: H 0 İdeal Gaz Karışımlarıı Karışımıda dolayı meydaa gele Etro değşm: G H T S H 0 olduğu ç: G T S S S G T RT l T S Rl ( X ) ( X ) 4

u yüzde karışımda dolayı meydaa gele etal değşm: H 0 İdeal Gaz Karışımlarıı Karışımıda

Benzer belgeler

Genel Kimya ve 4. Şubeler

Genel Kimya ve 4. Şubeler Geel Kimya 101 3. ve 4. Şubeler Dr. Oza Karaltı E-mail : okaralti@etu.edu.tr Ofis: 112-2 https://sites.google.com/site/etukim101 6. Gazlar Gazları fiziksel davraışlarıı 4 özellik belirler. Sıcaklık (K),