İçerik
Bir sıvı veya katı içindeki moleküllerin aksine, bir gazdakiler, onları sınırladığınız alanda serbestçe hareket edebilir. Bazen birbirleriyle ve konteyner duvarlarıyla çarpışarak uçuyorlar. Konteyner duvarlarına uyguladıkları ortak basınç, sahip oldukları enerji miktarına bağlıdır. Çevrelerindeki sıcaktan enerji alırlar, böylece sıcaklık yükselirse, basınç da artar. Aslında, iki miktar ideal gaz yasasıyla ilişkilidir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Sert bir kapta, bir gaz tarafından uygulanan basınç doğrudan sıcaklığa göre değişir. Konteyner sert değilse, hem hacim hem de basınç ideal gaz kanununa göre sıcaklığa göre değişir.
İdeal Gaz Yasası
Yıllar boyunca birçok kişinin deneysel çalışmasıyla türetilen ideal gaz yasası, Boyles yasası ile Charles ve Gay-Lussac yasası izler. Eski, belirli bir sıcaklıkta (T), işgal ettiği hacim (V) ile çarpılan bir gazın basıncının (P) sabit olduğunu belirtir. İkincisi, gazın (n) kütlesi sabit tutulduğunda hacmin, sıcaklık ile doğrudan orantılı olduğunu söyler. Son haliyle, ideal gaz yasası şunları belirtir:
PV = nRTburada R, ideal gaz sabiti olarak adlandırılan bir sabittir.
Gaz kütlesini ve kabın hacmini sabit tutarsanız, bu ilişki size basıncın doğrudan sıcaklığa göre değiştiğini söyler. Farklı sıcaklık ve basınç değerlerinin grafiğini çizmeniz gerekirse, grafik pozitif eğimli düz bir çizgi olacaktır.
Bir Gaz İdeal Değilse
İdeal bir gaz, parçacıkların tamamen elastik olduğu varsayıldığı ve birbirini çekmediği ya da itmediği gazdır. Üstelik, gaz parçacıklarının kendilerinin hiçbir hacminin olmadığı varsayılmaktadır. Hiçbir gerçek gaz bu koşulları yerine getirmese de, çoğu, bu ilişkinin uygulanmasını mümkün kılacak kadar yaklaşıyor. Ancak, gazın basıncı veya kütlesi çok yükseldiğinde veya hacim ve sıcaklık çok düştüğünde gerçek dünya faktörlerini göz önünde bulundurmalısınız. Oda sıcaklığındaki çoğu uygulama için ideal gaz yasası çoğu gazın davranışına yeterince yaklaşılmasını sağlar.
Basınç Sıcaklıkla Nasıl Değişir?
Gazın hacmi ve kütlesi sabit olduğu sürece, basınç ve sıcaklık arasındaki ilişki P = KT olur, burada K hacimden türetilen bir sabittir, gaz mol sayısı ve ideal gaz sabiti. Hacim değişmeyecek şekilde rijit duvarları olan bir kaba, ideal gaz koşullarını sağlayan bir gaz koyarsanız, kabı kapatın ve kap duvarları üzerindeki basıncı ölçün, sıcaklığı düşürürken azaldığını göreceksiniz. Bu ilişki doğrusal olduğu için, gazın basıncını herhangi bir sıcaklıkta fazladan değerlendirebileceğiniz bir çizgi çizmek için sadece iki sıcaklık ve basınç okumasına ihtiyacınız vardır.
Bu lineer ilişki, gaz moleküllerinin kusurlu elastikiyeti sonuçları etkileyecek kadar önemli hale geldiğinde çok düşük sıcaklıklarda kopar, ancak sıcaklığı düşürürken basınç hala düşecektir. İlişki, gaz moleküllerinin gazı ideal olarak sınıflandırmasını engelleyecek kadar büyük olması durumunda doğrusal olmayacaktır.