Page 39 - Kimya 11 | 2.Ünite

Gazlar
Yaz aylarında herhangi bir madde soğutulmak istenirse ya da hava
sıcaklığından daha düşük sıcaklıklara ulaşmak istenirse ne yapılmalıdır?
Gerçek gazlar yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta sıvılaştırılabilir.
Gazları sıvılaştırmanın diğer bir yolu da gaz moleküllerini bir yerden
başka bir yere hareket ettirerek moleküllerin kinetik enerjilerini düşür-
mektir. Böylece mutlak sıcaklık da düşecektir.

E K = 3 kT
2
James Joule (Ceyms Cuul) ve William Thomson (Vilyım Tamsın)
bu konu hakkında çalışan ilk bilim insanıdır. Joule ve Thomson Görsel
2.5.5’tekine benzer bir düzenek kullanmışlardır.

T
Piston 1 T Termometre
Isı Yalıtımı 2

P
1 P
2

V V
1 2 P > P
1 2
l. Bölme ll. Bölme

Görsel 2.5.5: Joule-Thomson olayı

Bu düzenekte ısıca yalıtılmış bir kap, engelle iki bölmeye ayrılmış-
tır. Bölmeler arasında küçük bir delik bulunmaktadır. I. bölmedeki gaz
yüksek basınçta sıkıştırılarak II. bölmeye geçirilmektedir. Gazın I. böl-
meden II. bölmeye geri dönüşümsüz olarak geçmesi için I. bölmede-
ki gaz basıncının II. bölmedeki gaz basıncından yüksek olması gerekir.
Her iki bölmedeki sıcaklıklar ölçüldüğünde gazın cinsine göre 3 durum-
la karşılaşılır:
1. II. bölmedeki sıcaklığın I. bölmedeki sıcaklıktan düşük olduğu
durum (T < T ),
2
1
2. II. bölmedeki sıcaklığın I. bölmedeki sıcaklıktan yüksek olduğu
durum (T > T ),
1
2
3. Her iki bölmedeki sıcaklığın eşit olduğu durum (T = T ).
2
1
Hızla genleştirilen gazların soğuma nedeni gazın kinetik enerjisi
ile mutlak sıcaklığının doğru orantılı olmasıdır. Mutlak sıcaklık artırıl-
dıkça gazın kinetik enerjisi artar. Aynı şekilde kinetik enerjiyi artıracak
durumlar gazın sıcaklığını artırır. Kinetik enerjiyi düşürecek durum-
lar da gazın sıcaklığını azaltır. Bu nedenle genleşen gazlar genleşir-
ken özısılarını kullandıkları için kinetik enerjileri azalır ve bulunduğu
ortamı soğutur. Bu olaya James Joule ve William Thomson’ın anısına
Joule-Thomson olayı veya Joule-Thomson genleşmesi denir. Joule-
Thomson olayında genleşen gazın sıcaklık değişimi ne kadar az ise gaz
ideale o kadar yakındır.
Joule-Thomson olayından yararlanılarak hava hızla genleştirilmiş,
soğutulmuş, havadan oksijen ve azot gazı elde edilmiştir.

113