Gazların genel özelliklerinden ve ideal gaz yasası ile ilişkili formülden kısaca burada bahsetmiştik. Konuyu pekiştirmek adına biraz da örnek problemleri görelim ne dersiniz ?
Ön Bilgi: Gazlar, sıvılara göre, sıvılarda da katı maddelere göre sıcaklığa karşı daha duyarlıdır.Bu nedenle gazlı termometreler çok hassas sıcaklık ölçümlerinde kullanılır. Sıcaklık değişimine bağlı olarak tüp içindeki gazın gerek hacminin gerekse basıncının artması veya azalması sonucunda sıcaklık değerini ölçmesi prensibine dayalı termometre. Sabit-hacim gaz termometresi veya sabit-basınç gaz termometresi olmak üzere iki çeşidi vardır. Sağlıklı bir ölçüm için bu tür termometrelerde hidrojen gazı kullanılır.
Problem #1
Bir hidrojen gaz termometresi, 0°C’deki su – buz banyosuna doldurulduğu zaman hacim 100.0 cm3 olarak ölçülüyor. Aynı termometre , kaynayan sıvı klorine batırıldığı zaman hacmin 87.2 cm3 olduğu görülüyor. Klorun kaynama noktasının sıcaklığı nedir? (Basınç her iki durumda da sabit ve eşit kabul edilecektir.)
Çözüm
PV = nRT formülünde P basınç, V hacim, n mol sayısı, R sabit ve T sıcaklık olduğunu hatırlatarak başlayalım.
İlk durumda :
P1 = P, V1 = 100 cm3, n1 = n, T1 = 0 + 273 = 273 K
PV1 = nRT1
İkinci durumda :
P2 = P, V2 = 87.2 cm3, n2 = n, T2 = ?
PV2 = nRT2
P, n ve R’nin iki durumda da eşittir. Bu yüzden eşitliği şu şekilde tekrar yazabiliriz :
P/nR = T1/V1 = T2/V2 Bu eşitlikten de T2 ‘ yi çekersek :
T2 = V2T1/V1
Bu formülde bildiğimiz değerleri yerine koyduğumuz zaman :
T2 = 87.2 cm3 x 273 K / 100.0 cm3
T2 = 238 K veya derece cinsine çevirirsek -35°C
Hemen aşağıdaki “sayfalar” kısmından diğer sayfalara devam ederek diğer soruları görebilirsiniz.
Problem #2
2.50 g XeF4 gazı 80°C’ de içi boşaltılmış 3 litrelik bir kaba konuluyor. XeF4 gazının kaba uyguladığı basınç ne kadardır ? (1 mol XeF4 207.3 gramdır.)
Çözüm
P=?
V = 3.00 litre
n = 2.50 g XeF4 x 1 mol/ 207.3 g XeF4 = 0.0121 mol
R = 0.0821 l·atm/(mol·K)
T = 273 + 80 = 353 K
Bu değerleri ideal gaz denkleminde yerine koyarsak :
PV = nRT
P = nRT/V
P = 00121 mol x 0.0821 l·atm/(mol·K) x 353 K / 3.00 litre
P = 0.117 atm
Cevap 0.117 atm’dir.
