Basınç-Hacim İlişkisi – İş Sağlığı ve Güvenliği Tez Yaptırma – İSG – İş Sağlığı ve Güvenliği Tez Yaptırma Ücretleri
Gazların Kinetik-Moleküler Teorisi
Fahrenheit ve Santigrat sıcaklık ölçeklerini kullanırken negatif sıcaklıklar olabilir, bu nedenle bunlar mutlak sıcaklık ölçekleri değildir. İki mutlak sıcaklık ölçeği vardır. Bilim adamları tarafından kullanılan Kelvin ölçeğidir. Kelvin ölçeğinde sıfır, mümkün olan en düşük sıcaklıktır. Su 273°K’da donar ve su 373°K’da kaynar. Suyun donma ve kaynama noktaları arasında 100 derecelik bir sıcaklık farkı olduğundan, Kelvin ölçeğindeki bir derecenin boyutu, Celsius ölçeğindeki bir derecenin boyutuyla aynıdır.
Celsius’tan Kelvin’e dönüştürmek için, Celsius’taki sıcaklığa 273 ekleyin. Bu nedenle, Celsius ölçeğindeki mutlak en soğuk sıcaklık -273°C’dir. Rankine ölçeği adı verilen başka bir mutlak sıcaklık ölçeği vardır. Kelvin ölçeğine benzer şekilde, mümkün olan en düşük sıcaklık sıfırdır.
Bununla birlikte, Rankine ölçeğindeki derecenin boyutu, Fahrenheit ölçeğindeki bir derecenin boyutuyla aynıdır ve suyun donma noktasını 491.7°R ve suyun kaynama noktasını 671.4°R yapar. Fahrenheit’ten Rankine’e dönüştürmek için 459.7 eklersiniz, bu da Fahrenheit ölçeğinde mutlak en düşük sıcaklığı -459.7°F yapar. Fahrenheit ve Rankine ölçeğindeki derecenin boyutunun Celsius ve Kelvin cinsinden (1°C veya K = 5/9°F veya R) derece boyutundan daha küçük olduğuna dikkat edin.
Sıcaklık veya basınç değişimi gibi koşullar altında gazların fiziksel özelliklerine ne olacağını tahmin etmemize yardımcı olan model, tamamı ilk kez 1857’de Rudolf Clausius tarafından yayınlanan gazların kinetik-moleküler teorisi olarak bilinir.
1. Gazlardaki moleküller sürekli, rastgele hareket halindedir.
2. Tek tek gaz moleküllerinin toplam hacmi, gazın kapladığı toplam hacme kıyasla ihmal edilebilir. Bunun anlamı, bir molekülün kapladığı gerçek hacmin, toplam gaz hacmiyle karşılaştırıldığında hiçbir şey olmadığıdır.
3. Moleküller arasındaki çekici ve itici kuvvetler ihmal edilebilir düzeydedir. Başka bir deyişle, temelde moleküller arası kuvvetler yoktur.
4. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi sabittir, sabit sıcaklıkta (her ne kadar kinetik enerjisi bireysel moleküller değişebilir).
5. Moleküllerin ortalama kinetik enerjisi doğrudan mutlak sıcaklıkla orantılıdır. Başka bir deyişle, sıcaklık artarsa gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi de artar.
Son olarak, gazların kinetik-moleküler teorisini uygulamak için basıncı tanımlayalım. Basınç, belirli bir alana etki eden kuvvettir. Bir gaz için basıncın, kap yüzeyiyle moleküler çarpışmalardan kaynaklanan kuvvet olduğunu anlarsanız, sıcaklık, hacim ve basıncın nasıl ilişkili olduğunu analiz edebilirsiniz.
Kimyagerler tarafından kullanılan en yaygın basınç birimi atmosferdir (atm). Kullanılan diğer birimler arasında torr, Pascal (Pa) ve inç kare başına pound (psi) bulunur.
basınç – hacim ilişkisi (boyle yasası)
Basınç hacim formülü
Gazların basınç hacim ilişkisi kim buldu
Sıvılarda hacim basınç ilişkisi
Sıcaklık hacim doğru orantılı mı
Sıvı basınç sıcaklık ilişkisi
Gazların Basınç Hacim İlişkisi
Katılarda sıcaklık hacim ilişkisi
Basınç-Hacim İlişkisi
Basınç değeri, gaz moleküllerinin kabın yüzeyiyle çarpıştığı frekans ve kuvvete karşılık geliyorsa, gazı tutan kabın hacmi büyürse basınca ne olur sizce? Gazların kinetik ve moleküler teorisini uyguladıktan sonra, bir gaz kabının hacmini arttırırsanız, kaptaki çarpışma sıklığının azalacağı ve bunun sonucunda basınçta bir azalma olacağı sonucuna varırsınız.
Hacim ve basınç arasındaki ters ilişki, sabit sıcaklıkta sabit miktarda gazın hacminin basınçla ters orantılı olduğunu belirten Boyle Yasası ile özetlenir. Bunun anlamı, kap hacmi azaldıkça, basınç arttıkça ve bunun tersi Matematiksel olarak şu şekilde yazılır.
Önceki denklemde, “orantılı” anlamına gelir, bu nedenle önceki denklemler “hacim bir aşırı basınçla orantılıdır” veya “hacim bazı sabit çarpı bir aşırı basınca eşittir” şeklinde okunur. Bu sabitin değeri bu bölümde daha sonra tartışılacaktır.
Boyle Yasası, diğer her şey sabit olsaydı (yani, sıcaklık ve gaz miktarı), aşağıdaki ilişkinin doğru olacağı anlamına gelir.
Burada P basıncı, V ise hacmi ifade eder. P hacimle ters orantılı olduğundan, hacim azaldıkça basınç artar, böylece 1. durumdaki basınç ve hacmin çarpımı, 2. durumdaki basınç ve hacmin çarpımı ile aynı değer olur.
Genişleme Oranları
Bu tartışma, gazların bir silindire, gazlar için bir kaba yerleştirilmesini içeriyor, ancak bu olaydan salınma ve potansiyel sonuçların da tartışılması gerekiyor. Unutmayın, bu gazı sıkıştırdınız ve bir kaba yerleştirdiniz. Genleşme, sadece artan basınçtan kaynaklanabilir veya konteynere istenen miktarda gaz almak için sıcaklık düşürülebilir. Her iki durumda da, konteyner ihlal edildiğinde ve eğer gazın genleşme koşuluna sahipsiniz.
Örnek olarak silan (SiH4), silindirinde sıkıştırıldığında ideal olmayan bir davranış sergiler. Konteyner kırıldığında ve Örneğin, –35 °F iç sıcaklıkta ve 150 psig basınçta karbon dioksit içeren bir dewar, 68.74 lb/ft3 sıvı yoğunluğuna sahip olduğunda. Bu, 0.115 lb/ft3 gaz yoğunluğuna sahip 70°F’ye buharlaştırılsaydı, genişleme oranı 68.74/0.115 = 598 olurdu.
Charles Yasası: Sıcaklık Hacim İlişkisi
Bir balon gibi hacmi değişebilen bir kapta, sabit basınçta, belki de 1 atm’de tutulan bir gaz örneğiniz olduğunu hayal edin. Gazların kinetik ve moleküler teorisine dayanarak sıcaklığı arttırırsanız, o balonun hacmine ne olacağını düşünüyorsunuz? Gazların kinetik ve moleküler teorisi, ortalama kinetik enerjinin sıcaklıkla orantılı olduğunu belirttiğinden, numunedeki gaz moleküllerinin kinetik enerjisinin arttığını biliyorsunuz.
Kinetik enerji sıcaklıkla artarsa, gaz moleküllerinin daha hızlı ve daha uzak mesafelere hareket ettiğini bilirsiniz. Durum böyle olduğu için gazın ve dolayısıyla balonun hacmi artacaktır. Bir gaz için sıcaklık ve hacim arasındaki ilişki, sabit basınçta sabit miktarda gazın hacminin sıcaklıkla doğru orantılı olduğunu belirten Charles Yasası ile özetlenir.
Bu denklemler “hacim sıcaklıkla orantılıdır” veya “hacim sabit çarpı sıcaklıktır” şeklinde okunur. Bu sabitin değeri bu bölümde daha sonra tartışılacaktır.
Bağımsız bir solunum cihazının (SCBA) basınçlı hava ile doldurulması için kademeli bir sistemin kullanılması bu ilkeleri takip eder. Örneğin, solunum havası kompresörü olmayan bazı itfaiye departmanları yüksek basınçlı tüplerden dolduracaktır. Onlar yapar. Bu, boş SCBA tüpünün basıncını, doldurulacak silindire göre en düşük basıncı içeren silindirle eşitleyerek (bu, Acil Sağlık Hizmetleri [EMS] için oksijen kaskad sistemleri ile de yapılır).
Basınçlı silindir (doldurma silindiri) boş silindire açıldığında, basınçlı havanın kullanabileceği hacim artar, bu da basıncın düşmesine neden olur. İki silindirin basınçları eşitlendiğinde, alıcı silindir daha sonra bir sonraki yüksek basınçlı dolum silindirine taşınır. Daha sonra bir sonraki en yüksek basınca ve SCBA silindiri dolana kadar devam ederler.
Bu aynı zamanda, sızıntı yapan bir sıkıştırılmış gaz silindirindeki basıncı boş silindirlere sırayla eşitleyen önemli bir acil durum müdahale tekniğidir. Basıncı daha yönetilebilir bir düzeye indirmek için birkaç silindir kullanılacaktır. (Not: Bu teknik, sıvılaştırılmış sıkıştırılmış gazlarda etkisizdir, çünkü sıvılar gazlar gibi davranmazlar.)
basınç – hacim ilişkisi (boyle yasası) Basınç hacim formülü Gazların Basınç Hacim İlişkisi Gazların basınç hacim ilişkisi kim buldu Katılarda sıcaklık hacim ilişkisi Sıcaklık hacim doğru orantılı mı Sıvı basınç sıcaklık ilişkisi Sıvılarda hacim basınç ilişkisi
Son yorumlar