İçerik
- Kinetik Teorinin Varsayımları.
- Kinetik Teori ile Açıklanan Gazların Özellikleri.
- Mükemmel Gaz Yasası.
- Mükemmel Gaz Davranışından Sapmalar.
Gazların Kinetik Teorisi olarak da bilinen Kinetik moleküler teorisi, gaz parçacıklarının küçük ölçekli hareketleri açısından gazın ölçülebilir özelliklerini açıklamaya çalışan güçlü bir modeldir. Kinetik teorisi, gazların özelliklerini, parçacıklarının hareketleri açısından açıklar. Kinetik teori bir takım varsayımlara dayanmaktadır ve bu nedenle yaklaşık modeldir.
Kinetik Teorinin Varsayımları.
Kinetik modeldeki gazların "mükemmel" olduğu kabul edilir. Mükemmel gazlar tamamen rasgele hareket eden ve hareket etmeyi asla bırakmayan moleküllerden oluşur. Tüm gaz parçacık çarpışmaları tamamen elastiktir, yani enerji kaybı olmaz. (Eğer böyle olmasaydı, gaz molekülleri sonunda enerji tükenir ve konteynerlerinin tabanında birikir.) Bir sonraki varsayım, moleküllerin boyutunun önemsiz sıfır çapa sahip oldukları anlamında ihmal edilebilir olmasıdır. Bu, helyum, neon veya argon gibi çok küçük monoatomik gazlar için neredeyse geçerlidir. Son varsayım, gaz moleküllerinin çarpıştığı zamanlar dışında etkileşime girmediğidir. Kinetik teori, moleküller arasında herhangi bir elektrostatik kuvvet göz önüne almaz.
Kinetik Teori ile Açıklanan Gazların Özellikleri.
Bir gazın üç iç özelliği vardır: basınç, sıcaklık ve hacim. Bu üç özellik birbirine bağlıdır ve kinetik teori kullanılarak açıklanabilir. Basınç, gaz kabının duvarına çarpan parçacıklardan kaynaklanır. Balon gibi sert olmayan bir kap, balonun içindeki gaz basıncı balonun dışına eşdeğer olana kadar genişleyecektir. Bir gaz düşük basınç olduğunda, çarpışma sayısı yüksek basınçtan daha azdır. Bir gazın sıcaklığının sabit bir hacimde arttırılması, sıcaklık parçacıkların daha hızlı hareket etmesine neden olduğu için basıncını da arttırır. Benzer şekilde, bir gazın hareket edebildiği hacmi genişletmek, hem basıncını hem de sıcaklığını düşürür.
Mükemmel Gaz Yasası.
Robert Boyle, gazların özellikleri arasındaki bağlantıları keşfeden ilk kişiler arasındaydı. Boyles yasası sabit bir sıcaklıkta bir gazın basıncının hacmi ile ters orantılı olduğunu belirtir. Charles yasası, Jacques Charles'ın sıcaklığı gördükten sonra, sabit bir basınç için bir gazın hacminin doğrudan sıcaklığı ile orantılı olduğunu tespit etti.Bu denklemler, bir mol gaz, pV = RT için durumun mükemmel gaz denklemini oluşturmak için birleştirildi, burada p basınç, V hacimdir, T sıcaklıktır ve R evrensel gaz sabitidir.
Mükemmel Gaz Davranışından Sapmalar.
Mükemmel gaz kanunu düşük basınçlar için iyi çalışır. Yüksek basınçlarda veya düşük sıcaklıklarda, gaz molekülleri etkileşime girmek için yeterince yakınlaşır; gazların sıvılara karışmasına neden olan bu etkileşimlerdir ve bunların hepsi gazsız olur. Bu etkileşimli etkileşimlere Van der Waals kuvvetleri denir. Sonuç olarak, mükemmel gaz denklemi moleküller arası kuvvetleri tanımlamak için bir bileşen içerecek şekilde modifiye edilebilir. Bu daha karmaşık denkleme Van der Waals durum denklemi denir.