Bilim Nedir Son Makaleler

GAZ HALİNDE BULUNAN MADDELER VE GAZ BASINCI

Tarafından yazılmıştır admin

Normal atmosfer koşullarında sadece 11 element gaz halindedir.

Hidrojen, azot, oksijen, flor ve klor elementleri iki atomlu gaz molekülleri halinde bulunurlar. Oksijenin diğer bir biçimi ozon (O3) da oda sıcaklığında gaz halindedir. 8A grubundaki asal gazlar: He, Ne, Ar, Kr, Xe ve Rn tek atomlu gazlardır.

Gazlardan O2, hayatta kalmamız için gerekli olan temel bir gazdır. Hidrojen siyanür (HCN) öldürücü bir zehirdir. Karbon monoksit (CO), hid­rojen sülfür (H2S), azot dioksit (N02), O3 ve kükürt dioksit (SO2) daha az zehirlidir. He ve Ne gazlan kimyasal olarak inert olup başka bir madde ile tepkimeye girmezler. F2, Cl2 ve NO2 hariç, gazların çoğu renksizdir. N02 koyu-kahve renklidir ve kirli havada görülebilir. Gazların tamamı aşağıdaki fiziksel özelliklere sahiptirler:

  • Bulunduktan kapların hacim ve şeklini alırlar.
  • Maddenin en sıkıştırılabilir halidir.
  • Aynı kaba konulduğunda tamamen karışırlar.
  • Sıvı ve katılardan daha düşük yoğunluğa sahiptirler

Gaz Basıncı

Gaz molekülleri sürekli hareket halindedirler ve bu yüzden çarptıkları herhangi bir yüzeye basınç uygularlar. Balıkların, suyun kendilerine uyguladığı basıncın farkında olmadığı gibi, insanlar da, fizyolojik olarak etrafını saran havanın basıncına o kadar iyi uyum sağlarlar ki, genellikle bu basıncın farkında olmazlar.

Atmosfer basıncını kanıtlamak oldukça kolaydır. Örneğin, bir meyve suyu pipetiyle sıvıyı içebilmek, buna günlük hayatımızdan bir örnektir. Pipetin içindeki havayı emmek, içindeki basıncı düşürür ve sıvının üzerinde göreceli olarak artan atmosfer basıncı, sıvıyı pipet boyunca iterek emilen havanın yerini almasını sağlar.

Basıncın SI Birimleri

Basınç bir gazın en kolay ölçülebilen özelliklerinden biridir. Bir gazın basıncının nasıl ölçüldüğünü anlamak için, ölçüm birimlerinin nasıl türetildiğini bilmek gerekir. Bunun için, önce hız ve ivme ile başlayalım.

 

Hız, birim zamanda alınan yoldur; yani,

Hız= Alınan Yol / Geçen Zaman

Hızın SI birimi m/s dir, ancak cm/s de kullanılır.

İvme, hızın zamanla değişimidir,

İvme = Hızdaki Değişim / Geçen Zaman

İvme, m/s2 (ya da cm/s2) olarak ölçülür.

 

XVII. yy ın sonlarında Isaac Newton tarafından formüllendirilen hareketin ikinci yasası, basınç biriminin türetildiği kuvveti, tanımlar. Bu yasaya göre,

Kuvvet = Kütle x İvme

Buna göre kuvvetin SI birimi newton (N) dur.

1 N = 1 kg m/s2

 

Basınç, birim alana uygulanan kuvvettir.

 

Basınç = Kuvvet / Alan

 

Basıncın SI birimi pascal (Pa) dır ve bir pascal, bir Newton / metrekare’dir.

1 Pa = 1 N/m2

 

Atmosfer Basıncı

Atmosfer gazlarının atom ve molekülleri, diğer tüm maddeler gibi dünyanın yer çekimi kuvveti etkisi altındadır. Atmosfer, yeryüzü yakınlarında yükseklere göre daha yoğundur. ( 9 km yükseklikteki bir uçağın basınç kabininin dışındaki havanın yoğunluğu nefes almak için çok azdır.) Havanın yoğunluğu yer yüzeyinden uzaklaştıkça hızlı bir şekilde azalır. Yapılan çalışmalar, atmosferin yaklaşık %50 sinin yer yüzeyinden 6,4 km, %90’ının 16 km ve %99’ununda 32 km yüksekliğe kadar olan tabakalarda bulunduğunu göstermektedir. Hava yoğunluğu yeryüzüne doğru arttıkça, uygulayacağı basıncın da artması şaşırtıcı değildir. Yeryüzündeki herhangi bir alana uygulanan kuvvet, üzerindeki hava kesitinin ağırlığına eşittir. Atmosfer basıncı, atmosferdeki gazlar tarafından uygulanan basınçtır. Atmosfer basıncının gerçek değeri, yerküredeki konumu, sıcaklık ve hava koşullarına bağlıdır.

Atmosfer basıncı sadece aşağı doğru mu etki eder? Eğer bir parça kâğıdı her iki elinizle, başınızın üzerinde gergin olarak tutarsanız ne olur, düşününüz. Kâğıt, üzerindeki hava basıncı etkisiyle kıvrılır mı? Hayır, bu olmaz. Nedeni ise havanın su gibi bu akışkan olmasıdır. Akışkanların içindeki bu cisme uygulanan basınç gibi, atmosfer içindeki bir cisme uygulanan basınç da sağdan, soldan, aşağı ve yukarıdan, yanı tüm yönlerden gelmektedir. Molekül düzeyinde düşünüldüğünde, hava basıncı, hava moleküllerinin değdikleri herhangi bir yüzey arasındaki çarpışmalardan doğar. Basıncın büyüklüğü, moleküllerin yüzeye hangi sıklıkla ve hangi kuvvetle çarptıklarına bağlıdır. Kâğıda üzerinden çarpan moleküller olduğu kadar, altından çarpan moleküllerde vardır ve kâğıt bu nedenle düz kalır.

Atmosfer basıncı nasıl ölçülür? Barometre atmosfer basıncını ölçen bir cihazdır. Basit bir barometre, bir ucu kapalı ve civa ile doldurulmuş uzun bir cam tüpten ibarettir. Eğer bu tüp, içine hava girmeyecek şekilde bir cıva kabına dikkatlice ters çev­rilirse, tüpteki bir miktar cıva, tüpün yukarısında bir boşluk bırakarak kaba akar (Şekil 52). Tüpte kalan civanın ağırlığı, kaptaki civanın yüzeyine etki eden atmosfer basıncı tarafından da dengelenir. Standart atmosfer basıncı (1 atm), deniz seviyesinde ve 0°C de, tam olarak 760 mm (veya 76 cm) yükseklikte hır civa sütununun basıncına eşit­tir. Diğer bir değişle, standart atmosfer basıncı, 760 mmHg basıncına eşittir. mmHg birimi, barometreyi keşfeden İtalyan bilim adamı Evangelista Torricelli anısına, torr olarak da adlandırılır. Buna göre,

1 torr = 1 mmHg

ve

1 atm  = 760 mmHg (tam)

= 760 torr

Atmosfer ve pascal arasındaki ilişki :

1 atm  = 101,325 Pa

= 1,01325 X I05 Pa

ve 1000 Pa = 1 kPa (kilopascal) olduğu için

1 atm = 1,01325 X 102 kPa

Manometre atmosfer basıncından çok, gazların basıncını ölçmek için kullanılan alettir. Manometrenin çalışma ilkesi, barometreninkine benzer. İki çeşit manometre vardır. Kapalı tüp manometre, atmosfer basıncının altındaki basınçları ölçmek için kullanılırken, açık tüp manometre atmosfer basıncına eşit veya atmosfer basıncından büyük basınçları ölçmek için kullanılır.

Hemen hemen bütün barometre ve manometrelerde cıva kullanılır. Cıva zehirli bir maddedir ve buharı sağlığa zararlıdır. Ancak cıvanın yoğunluğu (13,6 g/mL) pek çok sıvının yoğunluğundan yüksek olduğu için bu amaca uygundur. Bir sütundaki sıvının yüksekliği, yoğunluğu ile ters orantılıdır ve cıvanın yüksek yoğunluğu sayesinde, kul­lanışlı küçük barometre ve manometrelerin yapılması mümkün olmuştur.

Yazar Hakkında

admin

%d blogcu bunu beğendi: