Gaz hali nedir:
Gaz hali, atomların ve moleküllerin birbirine çok az çekim kuvveti ile gruplandırılmasından veya genişlemeden oluşan, yani tamamen birleşemeyecekleri bir madde hali olarak adlandırılır.
Gaz halindeki maddeye gaz denir. Gaz kelimesi Latince sesten türemiştir. Hoşçakal yani "kaos". 17. yüzyılda kimyager Jan Baptista van Helmont tarafından icat edildi.
Gaz hali, sıvı, katı, plazma ve Bose-Einstein halleriyle birlikte maddenin kümelenme hallerinden biridir.
Buharlaşma veya kaynama sürecinde su.
Biraz örnekler gaz halindeki maddeler şunlardır:
- oksijen gazı (02);
- karbondioksit gazı (CO2);
- doğal gaz (yakıt olarak kullanılır);
- helyum (He) gibi soy gazlar; argon (Ar); neon (Ne); kripton (Kr); ksenon (Xe), radon (Rn) ve oganeson (Og).
- azot (N2);
- Su buharı.
Su, maddenin doğal olarak (katı, sıvı ve gaz) tüm kümelenme hallerinde bulunabilen tek elementtir.
Gaz halinin özellikleri
Kaplarında farklı gazlar.
Gaz halindeyken, moleküller ve atomlar arasındaki ayrılma enerjisi, aralarındaki çekim kuvvetini aşar ve bu da gazların bir dizi özelliğini veya özelliğini ortaya çıkarır.
- Gazlar, sıvı ve katılardan daha az parçacık içerir.
- Parçacıklar birbirinden geniş ölçüde ayrılmıştır, bu nedenle etkileşimleri azdır.
- Parçacıklar sürekli ve düzensiz hareket halindedir.
- Gazların belirli bir şekli ve hacmi yoktur.
- Parçacıklar arasında çarpışma olduğunda, kaotik bir şekilde yön ve hız değiştirirler, bu da mesafelerini ve gazın hacmini arttırır.
- Gazların çoğu maddi olmayan, renksiz ve tatsızdır.
- Gazlar, sahip oldukları tüm hacmi kaplayabilirler.
- Gazlar bulundukları kabın şekline sıkıştırılabilir.
Gaz halindeki maddenin hal değişiklikleri
Gaz halindeki maddelerin hal değişimleri. Maddenin durumuna göre parçacıklar arasındaki ayrımı da not edin.
Sıcaklık ve basınç değişkenlerine göre, maddenin dönüşüm süreçleri bir kümelenme durumundan veya diğerinden üretilebilir. Gaz halini içeren maddenin değişimleri şunlardır:
Yoğunlaşma veya sıvılaşma
Gaz halinden sıvı hale geçiştir. Bir gaz, parçacıkların hareketini azaltan ve sıvı hale gelinceye kadar birlikte büzülmeye teşvik eden bir sıcaklık düşüşüne maruz kaldığında meydana gelir. Su ile ilgili iki günlük örneği verebiliriz: 1) Bulutların yağışa dönüşmesi. 2) Soğuk bir içeceğin bulunduğu bir bardak, atmosferden gelen sıcak havayı yoğunlaştırarak dışarıda su damlaları oluşturduğunda.
Buharlaşma veya kaynama
Sıvı halden gaz hale geçiştir. Bir sıvı, kaynama noktasına ulaşana kadar sıcaklık artışına maruz kaldığında meydana gelir. Su buharlaşana kadar tavada kaynadığında bir örnek görülebilir.
süblimasyon
Sıvı halden geçmeden katı halden gaz hale geçiştir. Süblimleşme, sıvı oluşumuna izin vermeyecek kadar aşırı sıcaklıklar sayesinde gerçekleşir. Bir süblimleşme örneği, sıvı halden geçmeden buhara salınan kuru buzda bulunur.
Ters süblimasyon veya biriktirme
Sıvı halden geçmeden katı halden gaz hale geçiştir. Ters süblimasyona bir örnek, zeminde don oluşumudur.
Gazları Etkileyen Faktörler
Balonun içindeki hava (gaz) ısıtıldığında hacmi artar ve dolayısıyla yükselir.
Gazların davranışı aşağıdaki değişkenlerden etkilenir:
- Hacim (V): litre (L) cinsinden ölçülen gaz halindeki maddenin kapladığı alandır. Gaz, partiküller arasındaki mesafeye ve genleşebilecek boşluğa bağlı olarak daha büyük veya daha az hacme sahip olacaktır.
- Basınç (P): alan başına uygulanan kuvvettir. Basınç havanın ağırlığından kaynaklanır, bu nedenle bir gaz yükseldikçe, daha az hava nedeniyle daha az basınç yaşar. Gazlar söz konusu olduğunda, basınç atmosfer (atm) cinsinden ölçülür.
- Sıcaklık (T): Kelvin (K) birimlerinde ölçülen gaz parçacıkları arasında üretilen kinetik enerjinin ölçüsüdür. Soğuk bir madde kütlesi sıcak bir maddeye yaklaşırsa, soğuk cisim sıcaklığını yükseltir.
Bu faktörler sırayla gazlara özgü diğer elementlerle ilgilidir, örneğin:
- miktar: gaz halindeki maddenin kütle miktarıdır ve mol (n) cinsinden ölçülür.
- Yoğunluk: hacim ve ağırlık arasındaki ilişkiyi ifade eder.
- Malzemenin durumları.
- yoğunlaşma
- buharlaşma
Gaz kanunları veya gaz hali kanunları
Gaz yasalarına, gazların davranışını etkileyen farklı değişkenler (sıcaklık, basınç, miktar ve hacim) arasındaki ilişkiyi tanımlayan yorumlayıcı modeller denir. Her biri gazların farklı yönlerine odaklanan dört gaz yasası vardır. Bunlar şu şekilde bilinir:
- Boyle Kanunu: Basınç ve hacim arasındaki ilişki ile ilgilenir.
- Charles Yasası: Sıcaklık ve hacim arasındaki ilişkiyi kurar.
- Gay-Lussac Yasası: Basınç ve sıcaklık arasındaki ilişkiyi inceleyin.
- Avogadro Yasası: Hacim ve mol sayısı arasındaki ilişkiyi tartışın.
Bu dört yasanın birleşimi ideal gaz yasasına yol açar.
İdeal gaz yasası
İdeal gazlar, parçacıkları ne çekici ne de itici olanlardır, yani çekici moleküller arası kuvvetler yoktur. İdeal gazlar, aslında teorik bir varsayım oldukları için böyle adlandırılmıştır.
İdeal gaz yasası aşağıdaki formülle temsil edilir:
PV = nRT = NkT
nerede:
- P: basınç
- V: hacim
- n: mol sayısı
- R: evrensel gaz sabiti (8.3145 J / mol k)
- N: Molekül sayısı
- k: Boltzmann sabiti (8.617385 x 10-5eV / k)
- T: sıcaklık
İdeal gaz yasası, standart koşullar altında aynı anda bir gazın basıncını, hacmini, sıcaklığını ve kütlesini ilişkilendirir.
