Gazlarda Kinetik Teori

Gaz moleküllerinin davranışı, katı ve sıvı moleküllerinin davranışından farklıdır. Bu farklılığı açıklamak için bilim insanları tarafından kinetik teori geliştirilmiştir. Kinetik teori, gazların makroskopik özelliklerini gaz moleküllerinin hareketleriyle açıklamaya çalışır ve ilk kez Daniel Bernoulli tarafından öne sürülmüştür.

Kinetik Teori’ye göre:

1. Gazlar, birbirlerine göre oldukça uzakta bulunan, her yöne hızlı, sürekli, zikzaklı ve doğrusal olarak hareket eden moleküllerden (taneciklerden) oluşur.
2. Gaz tanecikleri, birbirleri arasında ve bulundukları kap ile elastik çarpışmalar yaparlar. Yani taneciklerin enerjileri değişebilir, ancak toplam iç enerji korunur.
3. Gaz tanecikleri, elektron ile proton arasındaki çekim veya itme kuvveti uygulamazlar.
4. Gazların hacimleri genellikle ihmal edilir, ancak kütleleri göz önünde bulundurulur.
5. Gaz taneciklerinin mutlak sıcaklıkları, ortalama kinetik enerjileriyle doğru orantılı olarak değişir.
6. Gaz taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri, sadece mutlak sıcaklıkla değişir.

Bu prensipler, gazların makroskopik davranışını moleküler düzeyde açıklamak için kullanılır.

Kinetik Teorinin Sonucu

Kinetik teorinin sonucunda, 1 mol gazın toplam kinetik enerjisi, 3.R.T^2 ifadesine eşittir.

Tek Bir Molekülün Kinetik Enerjisi

Bir molekülün ortalama kinetik enerjisi, cismin kütlesine ve taneciklerinin ortalama hızının karesine bağlıdır.

KE = m * v^2 / 2

İki İfadenin Birleştirilmesi

Tek bir molekülün kinetik enerjisi formülünü 1 mol molekül (Na tane) için düzenlersek ve elde ettiğimiz sonucu kinetik teoremin sonucu olan denkleme birleştirirsek sırasıyla;

Na * m * v^2 / 2 = 3 * R * T^2
v = √(3 * R * T / (Na * m)) = √(3 * R * T / M)

Şeklinde ifade edilir.

Gaz Difüzyonu ve Efüzyonu

Gazlar, hareketli taneciklere sahip oldukları için birbirlerine karışabilirler (difüzyon) veya küçük bir delik aracılığıyla daha düşük basınçlı bir ortama yayılabilirler (efüzyon – dışa yayılma).