Soru:
Bir ampul üreticisi, tungsten filamanın ömrünü uzatmak için ampulün içini doldurmak üzere bir gaz arıyor. Bu gaz, yüksek sıcaklıktaki tungsten filamanla kimyasal reaksiyona girmemeli ve filamanın buharlaşarak ampulün içini karartmasını mümkün olduğunca yavaşlatmalıdır. Hangi asal gaz veya gaz karışımı bu amaç için en uygundur? Nedenini açıklayınız.
Çözüm:
💡 Ampul teknolojisinde, filamanı korumak için gaz seçimi kritik bir öneme sahiptir.
- ➡️ 1. Adım: Kimyasal İnertlik: İlk koşul, gazın yüksek sıcaklıktaki tungsten (W) ile reaksiyona girmemesi, yani kimyasal olarak inert olmasıdır. Tüm asal gazlar bu özelliği taşır.
- ➡️ 2. Adım: Fiziksel Etki (Buharlaşmayı Yavaşlatma): Filamanın buharlaşma hızı, ampulü dolduran gazın atom ağırlığı/kütlesi ile ters orantılıdır. Ağır gaz atomları, buharlaşan tungsten atomlarının ampul duvarına ulaşmasını daha fazla engeller. Bu nedenle, hafif bir gaz olan Helyum (He) yerine, daha ağır gazlar tercih edilir.
- ➡️ 3. Adım: Optimum Seçim: Saf Argon (atom kütlesi ~40) kullanılabilir. Ancak, daha da ağır bir gaz olan Azot (N₂) da inert değildir ama bu amaçla kullanılabilir. En iyi performans, Argon gibi ağır bir asal gazın, daha ağır ve ucuz bir gaz olan Azot ile karıştırılmasıyla elde edilir. Bu, maliyeti düşürürken koruma etkinliğini artırır.
✅ Sonuç: En uygun seçim, Argon-Azot karışımı'dır. Argon kimyasal inertliği sağlarken, her iki gazın da nispeten yüksek atomik kütleleri, tungstenin buharlaşma hızını yavaşlatarak ampul ömrünü uzatır.
