BALONDAKI HAVA MOLEKÜLLERI HER YÖNE UÇUŞUR

• Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncı

Önceki ünitelerde gördüğümüz gibi gaz molekülleri sürekli hareket halindedir. Bu yüzden gazlar içinde bulundukları kapların yüzeylerine çarparak basınç uygularlar.

• Gaz Basıncı Nelere Bağlıdır?

1. Kapalı kaptaki bir gazın basıncı, kaptaki molekül sayısı ile doğru orantılıdır. Molekül sayısı arttıkça, gaz basıncı da artar. Molekül sayısının fazla olması çarpışma sayısını arttırır.Içine hava üflenen balonun şişmesi, topun hava basıldıkça şişmesi; bize gaz basıncının tanecik sayısı ile arttığını gösterir. Şişirme bot, top, bisiklet ve araba tekerleklerinde yüksek basınçlı hava vardır.

Bir kaptaki gaz moleküllerinin sayısının azalması, kaptaki basıncı azaltır. Bunu patlayan araba lastiğinde gözlemleyebiliriz.

2. Kapalı kaptaki gaz basıncı, gazın sıcaklığına bağlıdır. Gazın sıcaklığı arttıkça basınç artar. Sıcaklık azaldıkça basınç azalır. Sıcaklık artınca moleküllerin enerjileri artar. Enerjisi artan moleküllerin çarpışma hızı artar. Dolayısıyla gaz basıncı artar. Sıcaklık azalınca moleküllerin enerjisi azalır. Enerjisi azalan moleküllerin çarpışma hızları azalır. Dolayısıyla gaz basıncı düşer.

Bunu, bir balonu cam şişenin ağzına bağlayıp şişeyi sıcak suya koyduğumuzda gözlemleyebiliriz. Cam şişe ısındıkça içindeki hava genleşecek ve balon şişecektir. 

Kabın hacmi ve molekül sayısı aynı olduğu halde gaz sıcaklığı arttırılırsa, gazın basıncı artar.

Futbol topu niçin soğukta iner, sıcakta ise şişer?

3. Kapalı kaptaki gaz basıncı hacimle ters orantılıdır. Kabın hacmi arttıkça basınç azalır. Kabın hacmi azaldıkça basınç artar. Kabın hacmi arttıkça moleküllerin arasındaki mesafe büyür, böylece çarpışma sayısı azalır. Çarpışma sayısının azalması basıncı düşürür.

Bunu, içi hava dolu bir pompa ya da şırınganın ağzını parmağımızla kapatıp sıkıştırdığımızda da gözlemleyebiliriz. Sıkışan gazın basıncı artacağı için, pistonu içeri doğru itmek zorlaşacaktır.

Sabit sıcaklıkta kapalı kaptaki gazın hacmi ile basıncı ters orantılıdır. Örneğin kabın hacmi yarıya inerse gaz basıncı iki katına çıkar. Kabın hacmi iki katına çıkarsa basınç yarıya düşer.

17. yüzyılda Boyle (Ingiliz) ve Mariotte (Fransız) adlı bilim adamları kapalı kaplarda hacim ve basınç arasındaki ilişkiyi keşfetmişlerdir.

Sabit sıcaklıkta kapalı bir kaptaki gazın basıncı ile hacminin çarpımı daima sabittir.

P V = P V = ..... = k (sabit)

• Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncının Ölçülmesi

Kapalı kaplardaki gaz basıncını ölçen alete manometre denir.

Sıvılı ve metal olmak üzere iki çeşit manometre vardır. Sıvılı manometre “U” şeklinde bir boru olup, bir

kolu diğerine göre daha uzundur. Manometrenin içi genelde cıva ile doludur.

• Açık uçlu manometre:

Önce ortamdaki açık hava basıncı bir barometreyle ölçülür. Ardından manometrenin ucu, basıncı ölçülecek gazın bulunduğu kaba bağlanır. Manometre kaba bağlandıktan sonra cıva seviyesinde yükselme ya da alçalma ölçülür. Eğer cıva, manometrenin ucu açık olan kolunda yükseliyorsa, bu kaptaki gaz basıncı açık hava basıncından daha fazladır.

Manometrede Üç Farklı Durumda Cıva Seviyelerinin Karşılaştırılması

• Kapalı Uçlu Manometre

Kapalı kaptaki gaz basıncını ölçmek için bir ucu kapalı manometre de kullanılır.

Şekildeki gibi manometrenin ucu içi gaz dolu kaba bağlandığında, cıva seviyeleri

arasındaki farkı ölçerek kaptaki gazın basıncını bulabiliriz.

Paskal prensibine göre, A noktasındaki cıva basıncı aynı seviyedeki B noktasındaki basınca eşittir.

ÖRNEK:

Yandaki manometrede cıva seviyeleri arasındaki fark 20 cm olduğuna göre, gaz basıncı kaç cm-Hg’dır?

ÖRNEK:

Açık hava basıncının P0 = 76 cm cıva olduğu yerde manometredeki X gazının basıncı kaç cm cıvadır?

ÖRNEK:

Şekildeki sistemde, kapalı kaptaki gazın basıncı kaç cm-Hg’dır?

ÖRNEK:

Z gazı için kapalı uçlu ve açık uçlu manometreler ile yapılan ölçümler şekildeki gibidir.Buna göre açık hava basıncı, kaç cm-Hg’dır?

• Gazların Sıkıştırılması ve Bundan Yararlanma

Gazların sıkıştırılabilirlik özelliklerinden pek çok alanda yararlanılır. Örneğin, bir kapta sıkıştırılan gaz, bir delikten püskürtülürken gazla birlikte sıvı da püskürtülebilir. Bundan yararlanarak böcek ilâcı püskürtme, oto boyama, kireçle boyama makineleri yapılmıştır. Ayrıca, otomobil ve kamyonların fren sistemlerinde, hidrolik kaldırma sistemlerinde basınçlı gazlardan yararlanılır.

Sıkışan bir gazdaki moleküller birbiriyle daha fazla çarpışacağı için gazın sıcaklığı artmaya başlar, etrafa ısı verir. Genleşen gazlar ise çevresinden ısı alır. Gazlar genelde yüksek basınçta sıkıştırıldığında sıvı hâle geçer. Böylece gazları sıvılaştırıp tüplerde depolamak mümkün olur. Hastanelerde kullanılan oksijen tüplerinin içinde sıvılaştırılmış gaz bulunur.

Evlerde kullandığımız tüplerin içinde de sıvılaştırılmış gaz bulunur. Bunlara kısaca LPG tüpleri de denir.

LPG Liquid Petroleum Gas (Sıvı Petrol Gazı)

Buzdolapları, sıkıştırılan gazların genleşirken, çevresinden ısı alması prensibine dayanarak çalışır.

Buzdolabı motoru, borularda dolaşan gazı sıkıştırarak genleşme odasına gönderir.

Genleşme odası denilen yer, çapı diğerlerine göre daha geniş borulardan oluşan bir kısımdır. Motorun pompaladığı gaz burada anîden genleşir ve etrafında ısı alarak boruları soğutur. Gaz daha sonra tekrar dar borulara geçer ve sıkışır. Sıkıştırılan gaz aldığı ısıyı buzdolabının arkasındaki borulardan

geçerken etrafa verir. Bu olay motor pompası yardımıyla sürekli tekrar ettiği için buzdolabının  içinde soğuk bir bölge oluşur.

                                      Suna gülçek-ders notlarım-fenciyim.com