gazlar ortalama kinetik enerji / Kinetic Molecular Theory: Molecular Velocities, Temperature, and Kinetic Energy | Chemistry | JoVE

Gazlar Ortalama Kinetik Enerji

gazlar ortalama kinetik enerji

kaynağı değiştir]

Gazların kinetik teorisine göre

{\displaystyle \displaystyle T={\frac {2}{3}}{\frac {K}{Nk_{B}}}.}

Bu eşitlikte sıcaklığın, ortalama moleküler kinetik enerjinin doğrudan bir ölçüsü olduğu görülebilir. Ayrıca bu eşitlik bir ideal gazın iç enerjisinin yalnızca sıcaklığa bağlı olduğunu ifade eder.

Moleküllerin hızı[değiştir kaynağı değiştir]

Gazlarda Kinetik Teori

Gaz moleküllerinin davranışı katı ve sıvı moleküllerinin davranışından farklıdır. Bu davranış farklılığı bilim insanları tarafından kinetik teori ile ifade edilmeye çalışılmıştır. Kinetik teori Daniel Bernoulli tarafından öne sürülmüştür.

Kinetik teori; gazların makroskopik özelliklerini gaz taneciklerinin hareketleriyle açıklamaya çalışır. Gazların içinde bulundukları kabın çeperine yaptığı basıncı, gaz taneciklerinin bu çepere çarpması sonucu oluştuğunu kabul eder.

Kinetik Teoriye göre;

Graham Difüzyon Yasası

Gazlar hareketli taneciklere sahip oldukları için birbirleri içine karışabilir (difüzyon) veya küçük bir delik aracılığıyla daha düşük basınçlı ortama yayılabilir (efüzyon – dışa yayılma).

Gazların kinetik enerjilerine göre difüzyon ve efüzyon hızı değişir. Aşağıda kinetik enerjinin sıcaklıkla bağlantılı formülü gösterilmiştir.

Formülde bulunan “k” Boltzmann sabitidir. Formüle baktığımızda değişken olarak sadece mutlak sıcaklık olduğu için sıcaklığın artması veya azalması kinetik enerjide de aynı etkiyi gösterecektir. Yine mutlak sıcaklık sayesinde aynı ortamda bulunan gaz taneciklerinin ortalama kinetik enerjilerinin aynı olduğu sonucunu çıkarabiliriz. Şimdi ise kinetik enerji ve hız arasındaki ilişkiyi inceleyelim.

İki formülü beraber incelediğimizde mutlak sıcaklık arttığında kinetik enerjinin arttığını, kinetik enerji arttığında da molekül kütlesine bağlı olarak hızlarının artığını görürüz. Gaz tanelerinin hızları artıyorsa difüzyon ve efüzyon hızları da artacaktır.

Aynı sıcaklığa sahip iki farklı gaz molekülünün difüzyon ve efüzyon hızları, hız içeren kinetik enerji formülü kullanılarak karşılaştırılabilir.

Bu son bulduğumuz formülde görüldüğü gibi gaz taneciklerinin ortalama hızları ile molekül kütleleri arasındaki bağıntıya Graham Difüzyon Yasası denir. Graham Difüzyon Yasasına göre gaz molekülünün difüzyon veya efüzyon hızları mol kütlelerinin kareköküyle ters orantılıdır.

Kinetik enerjinin iki farklı formülünü birbirine eşitleyerek birleştirebiliriz. Buradan gaz moleküllerinin hızının mutlak sıcaklık ve molekül kütleleri ile ilişkileri görülebilir.

Bu eşitlikte ortalama hızı yalnız bırakırız.

Artık bu formülle farklı sıcaklıktaki iki farklı gaz molekülünün difüzyon ve efüzyon hızları karşılaştırılabilir.

Farklı sıcaklıktaki iki farklı gaz molekülünün difüzyon ve efüzyon hızları karşılaştırıldığında sıcaklığın kareköküyle doğru, mol kütlesinin kareköküyle ters orantılı olduğunu gördük.

Gazların yayılma hızı ile yayılma süreleri ters orantılıdır yani yayılma hızı arttıkça yayılma süresi azalacaktır. Bu mol kütlesi küçük olan gaz için daha hızlı ve daha kısa sürede yayılacağı anlamına gelir. Graham Difüzyon Yasasındaki denkleme yayılma süresini de ekleyerek her veriyi tek eşitlikte görebiliriz.

kaynağı değiştir]

Bir ideal gazın moleküler modeli, bir gazın içinde bulunduğu kabın duvarlarına uyguladığı basıncın, gaz moleküllerinin bu duvarlara çarpmalarından ortaya çıktığını kabul eder. Bu modeli geliştirmek için aşağıdaki yaklaşımlar yapılır:

  1. Gazlar, birbirinden bağımsız her yönde gelişigüzel hareket eden taneciklerden (soy gazlar atomlardan, diğer gazlar moleküllerden) oluşur. Bir gaz, moleküllerin yaptığı doğrusal ya da zikzaklı hareketlerin (Brown hareketi) sonucu bulunduğu kabı tamamen doldurur. Aynı nedenle bir gaz başka bir gaz içine konulduğunda, tüm kaba dağılarak homojen karışım oluşturur. Onun için bir gazın hacmi, içinde bulunduğu kabın hacmine eşittir.
  2. Gaz molekülleri arasında büyük boşluklar bulunur. Moleküllerin gerçek (öz) hacimleri toplamı, gazın hacmi yanında ihmal edilebilir. Örneğin; normal koşullarda O2 gazının hacminin&#;% 99,6'sı boşluktur. Bu nedenle gazlar kolaylıkla sıkıştırılabilir.
  3. Gaz molekülleri arasında ve moleküllerle kabın iç yüzeyi arasında çekim kuvveti yoktur.
  4. Gaz taneciklerinin kendi aralarında ve bulundukları kabın iç yüzeyi ile yaptıkları çarpışmalar tamamen esnektir. Çarpışma sırasında moleküllerden biri enerji kaybederken diğeri enerji kazanabilir. Ancak moleküllerin toplam enerjisi değişmez.
  5. Herhangi bir anda bir gazın tüm moleküllerinin hızları birbirine eşit değildir. Moleküllerin çoğu birbirine yakın hızlara sahip iken çok az kısmı düşük, çok az kısmı da daha yüksek hızla hareket eder. Gaz moleküllerinin hızları mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık arttıkça moleküllerin hızları da artar.
  6. Moleküller arasında sürekli esnek çarpışmalar olduğundan moleküllerin hızları, dolayısıyla kinetik enerjileri sürekli değişir. Bu bakımdan moleküllerin ortalama hızından ya da ortalama kinetik enerjisinden söz etmek daha anlamlıdır. Kinetik teoriye göre, aynı sıcaklıkta bütün gazların ortalama kinetik enerjileri birbirine eşittir.

Detaylar[değiştir

nest...

108760 108761 108762 108763 108764

oksabron ne için kullanılır patates yardımı başvurusu adana yüzme ihtisas spor kulübü izmit doğantepe satılık arsa bir örümceğin kaç bacağı vardır