Gazlar Da Ağırlıklara Sahip Olduklarından Basınç Yaparlar. İçinde Yaşadığım
12 Temmuz 2007
Gazlar da ağırlıklara sahip olduklarından basınç yaparlar. İçinde yaşadığımız atmosfer ( açık hava ) büyük bir basınç yapar. Fakat biz bu basıncı hissetmeyiz. Zira, dıştan yapılan bu basıncı içimize çektiğimiz gene aynı gaz
(hava )basıncı ile dengeleriz. Dıştaki basıncın azalması (yükseklere çıkıldıkça ) içimizdeki basıncı fazlalaştıracağından damar çatlamaları ve kanamalar sonucu ölümler olabilir.
Gazların basıncını ölçmeye yarayan aletlere Manometre denir. Mano-
-metreler kapalı yerlerdeki gazların basıncını ölçmek için kullanılır. Manometreleri iki bölümde inceleyebiliriz.
1- Açık manometreler
2- Kapalı manometreler
1- AÇIK HAVA BASINCI VE ÖLÇÜLMESİ
Dünyanın çevresinde hava katmanı bulunur. Bu hava katmanının kalınlığı 10000 km kadardır. Bu hava katmanına Atmosfer denir .
Atmosfer ,çoğu azot ve oksijenden oluşan bir gaz karışımıdır. Havanın hacimce %21i oksijen, %78i azottur. Havanın geri kalan kısmı neon,argon,gibi
Soy gazlar ile karbondioksit ve su buharından oluşur. Havanın özellikleri her yerinde aynı değildir. Havanın yoğunluğu yer kabuğuna yakın yerlerde fazladır. Yükseklere çıkıldıkça yoğunluk azalır. Havanın yaklaşık %50si deniz yüzeyi ile 600m yükseklikte bulunur.
Hava dünyayı bir örtü ile çevreler. Biz, bu kalın hava katmanının altında yaşamaktayız.
Ağzı kağıt parçası ile kapatılmış su dolu bardak ters çevrildiğinde içindeki suyun akmadığını görürüz. Bunun nedeni ,kağıdı aşağıdan yukarıya doğru iten ve suyun basıncından büyük olması gereken açık hava basıncıdır.
Açık hava temas ettiği yüzeylere basınç yapar. 1654te Almanyada Magdeburg ağızları birbirine gelecek şekilde tutulmuş iki küçük metal yarım kürenin içindeki havayı ,bir hava boşaltma tulumbası ile boşalttı. Küreleri birbirinden ayırmaya 16 atın gücü yetmedi.
Su gibi hava da basıncı her doğrultuda iletir.
AÇIK HAVA BASINCININ ÖLÇÜLMESİ::
Televizyonlarda,gazetelerde, (alçak basınç) ve (yüksek basınç) alanlarını gösteren haritalar görmüşsünüzdür. Hava tahmininde ,hava basıncını dengeleyen sıvı sütununun yüksekliği ölçülür. Hava basıncı yaklaşık 10m yüksekliğindeki suyun basıncına eşittir.
12000mde hava basıncı yaklaşık
15cmhgdir.
8848mde Everest Tepesi hava
basıncı yaklaşık 30 cmhgdir.
Dağın orta yamacında
Hava basıncı yaklaşık
50cmhgdir.
Deniz seviyesinde hava basıncı yaklaşık 76 cmhgdir.
Üstteki şekilde yukarıya doğru çıkıldıkça basıncın değişimi gösterilmiştir. Bu basınçlar dağcılar,pilotlar tarafından metal barometre kulla-
-nılarak ölçülmüştür. Yağmurlu yada karlı bir günde hava basıncı, kuru bir güne göre ,daha düşüktür.
Barometre;açık hava basıncını ölçen araçlara Barometre denir.
Civalı barometre ;Toriçelli deneyinde kullanılan cam boru ,civa çanağı
ve civadan oluşan araçtır.
Altimetre ;Açık hava basıncıyükseklikle değişir. Hassas bir metal barometre açık hava basıncı yanında yüksekliğide ölçebilir. Altimetre yüksekliği ölçer.
Metal barometre ;kutunun üzerine tutturulmuş ibre,hava basıncının kutuyu içe doğru itmesiyle hareket ederek basıncı gösterir.
Lastik pompalar; lastik pompalar açık hava basıncının etkisiyle çalışır.
TORİÇELLİ DENEYİ :
Normal şartlarda (0 C0 ve denizden yükseklik sıfır ) bir ucu kapalı 1m uzunlunda cam boruyu civa ile doldurarak ters çevirip civa ile dolu çanağa batı-
-rıyor. Civanın çanağa tamamen boşalmamasının nedeni açık hava basıncının borudaki basıncı dengelemesidir. Buna göre civa yüksekliği borunun genişliği ile ilgili değildir.
boşluk
……………………………………………………………..
76cm 76cm 76cm
76cm po po p p p p
civa
po= açık hava basıncı civa
76 cm yüksekliğindeki civa sütununun basıncı açık hava basıncı ile dengelenmiştir.
B-) KAPALI KAPLARDAKİ GAZLARIN BASINCI
Gazlar konuldukları kabın şeklini alır ve hacmini doldurur. Gazlar,
Sıkıştırabilme özelliğinden yararlanılarak basınç altında çok küçük hacimlere
sığdırılabilir.
Gaz molekülleri her yönde serbestçe hareket eder. Kapalı bir kabın içinde bulunan gaz molekülleri ,birbirlerine ve kabın iç yüzeylerine çarpar.
Basınç altında saklanan gazlar kullanılırken, depo edilen kaptan ihtiyaca göre kontröllü alınır.
Kapalı kaplardaki gazların basıncı ,gazın hacmini azaltarak yada arttırarak değiştirebilir.
Hareketli pistonla kapatılmış hava dolu silindir şeklinde bir kap düşünelim. Pistonu ittiğimizde silindir içindeki hava moleküllerinin sayısı değişmez; ama moleküller daha küçük bir hacme sıkıştırılır. Moleküller kabın iç yüzeylerine daha seyrek çarpar ve yaptıkları basınç azalır.
Kapalı kaplardaki gazların basıncı gaz ısıtılarak veya soğutularak değiştirilebilir. Gazların basıncını ölçmek için manometreler kullanılır. Kapalı uçlu manometre ,içinde bir miktar civa olan, bir ucu kapalı , U şeklinde bir tüptür.Manometreye bağlı gaz kabında basınç arttığında, civa,diğer kolda yük-
-selir.
Açık uçlu manometrede gaz basıncının belirlenmesi biraz daha farklıdır. Bu amaçla açık manometre uca etki eden hava basıncı (Po) , baromet-
-reden okunur. Kapalı kaplardaki gaz basıncı;
Sıcaklık ve hacim sabit ise ,molekül sayısı ile doğru orantılıdır.
Sıcaklık ve molekül sayısı sabit ise , hacim ile basınç ters orantılıdır.
Basınç sıcaklık ile doğru orantılıdır
Yukarıdaki üç özellik bir arada değerlendirilirse ;
P . V = N . R . T olur.
P= Basınç
N= Molekül sayısı
T= Sıcaklık
V= Hacim
R= Gaz sabiti
BOYLE MARİOTLE KANUNU
1. durum 2. durum 3.durum
V1 V2 V3
P1 P2 P3
N= Sabit N= Sabit N= Sabit
t0 = Sabit t 0 = Sabit t0 = Sabit
Kapalı kaplardaki gazların sıcaklıkları sabit tutulmak şartı ile her durum
İçin hacimleriyle basınçlarının çarpımı sabittir.
t0 = Sıcaklık
P= Basınç
N= Molekül sayısı
V= Hacim
P1 .V1 = P2 . V2 = P3 . V3 =……………………….= Pn . Vn = sabit
Kapalı kaplardaki gazların sıcaklıkları sabit kalmak şartıyla hacimleriyle basınçları ters orantılıdır.
2 ) CHARLES KANUNU :
1.durum 2. durum 3. durum
P = sabit P = sabit P = sabit
V1= V2= V3=
T1 = T2 = T3 =
N = sabit N = sabit N = sabit
Kapalı kaplardaki gazların basınçları sabit tutulmak şartı ile her durum için hacimlerin sıcaklıklarına oranı sabittir.
V1 = V2 = …………………= Vn sabit
T1 T2 Tn
3 . GAY LUSSAC KANUNU
1. bölge 2. bölge 3.bölge
N N N
Kapalı kaplardaki gazların hacimleri sabit tutulmak şartı ile , her durum için basınçlarının sıcaklıklarına oranı sabittir.
P1 = P2 = …………….=Pn = sabit
T1 T2 Tn
Ortak formül
P1 .V1 = P2 . V2 =…………..= Pn . Vn
T1 T2 Tn
ÖRNEK soru ;5
Şekildeki manometrenin boşluk
ucu kapalıdır .Buna göre kaptaki Pgaz
sıvının basıncı kaç grf/cm2 olur ?
( d civa = 13,6 grf /cm3 tür)
ÇÖZÜM :
Pciva= 20 cm h =20 cm
d civa= 13,6 grf /cm 3
Borunun ucu kapalı olduğu için gazın basıncı
civanın basıncına eşittir . …….
Pgaz = P civa
Pgaz = h civa . d civa CİVA
Pgaz = 20 . 13,6
Pgaz = 272 grf /cm 2 olur.
HACİM — BASINÇ İLİŞKİSİ
Sıcaklık sabit kalmak koşuluyla herhangi bir gazın hacmi ile basıncı arasındaki ilişki plastik bir enjektörle anlaşılır. Enjektörün ucu baş parmakla kapatılarak piston ileriye doğru itilir .Hacim küçüldükçe içerideki havanın basıncı artar . Sabit sıcaklıkta hacim ile basınç arasındaki ilişkiyi biliyoruz.
Boyle-Maritto Yasasına göre , kapalı kaptaki bir gazın sıcaklığı sabit tutulduğunda , hacmi ile basıncının çarpımı sabittir .
P . V = sabit P1 . V1 = P2 .V2
Bir gazın sıcaklığı sabit tutularak hacmi değiştirildiğinde ,gazın ilk durumdaki hacim basınç çarpımı , ikinci durumdaki hacim basınç çarpımına eşittir.
P1 =1 ATM P2 =1,5 ATM P3 = 2ATM P4 =3 ATM
V1= 6 DM3
N MOLEKÜL V2 =4 DM3
N MOLEKÜL
V3 =3 DM3
N MOLEKÜL V4 = 2 DM3
N MOLEKÜL
Sabit sıcaklıkta hacmi küçülen gazın basıncı artar .
Kategori: Bilim