Gaz basıncı, gaz moleküllerinin bir yüzeye çarpması sonucu oluşan kuvvettir. Bu basınç, gazın bulunduğu kabın her yerine eşit olarak yayılır. Günlük hayatta birçok yerde gaz basıncı ile karşılaşırız. Örneğin, araba lastiklerindeki hava basıncı, balonun şişmesi veya bir sprey kutusunun çalışması gaz basıncı sayesinde gerçekleşir.
Gaz basıncını etkileyen üç temel faktör vardır: sıcaklık, hacim ve molekül sayısı.
Sıcaklık arttıkça gaz moleküllerinin hızı artar. Daha hızlı hareket eden moleküller, yüzeye daha sık ve daha şiddetli çarparlar. Bu da basıncın artmasına neden olur.
Hacim azaldıkça, moleküllerin çarpışma olasılığı artar çünkü aynı sayıda molekül daha küçük bir alanda hareket etmek zorundadır. Bu durum da basıncın artmasına yol açar.
Molekül sayısı arttıkça, yüzeye çarpan molekül sayısı da artar. Bu da basıncın doğru orantılı olarak artmasına neden olur.
Aşağıdaki kapalı kaplarda bulunan gazların basınçları arasındaki ilişki nedir?
Şekil 1: Hacmi 2V, sıcaklığı T olan gaz
Şekil 2: Hacmi V, sıcaklığı 2T olan gaz
Şekil 3: Hacmi V, sıcaklığı T olan gaz
Çözüm:
İdeal gaz yasası $PV = nRT$ 'dir. Burada $P$ basıncı, $V$ hacmi, $n$ mol sayısını, $R$ ideal gaz sabitini ve $T$ sıcaklığı temsil eder. Mol sayıları eşit kabul edildiğinde basınç, hacim ve sıcaklıkla doğru orantılıdır.
Bu durumda basınçlar arasındaki ilişki $P_2 > P_3 > P_1$ olur.
Sabit sıcaklıkta bulunan bir gazın hacmi yarıya düşürülürse, basıncı nasıl değişir?
Çözüm:
Sabit sıcaklıkta, gazın hacmi ile basıncı ters orantılıdır (Boyle Yasası). Yani, hacim yarıya düşerse, basınç iki katına çıkar. Matematiksel olarak ifade edersek:
$P_1V_1 = P_2V_2$
Eğer $V_2 = \frac{V_1}{2}$ ise,
$P_1V_1 = P_2(\frac{V_1}{2})$
$P_2 = 2P_1$ olur.
Yani basınç iki katına çıkar.
