25°C sıcaklık ve 1 atm basınçta ölçülen gazların sıkıştırılabilme faktörleri (Z) şu şekildedir:
H₂: 1.0006
N₂: 0.9997
CO₂: 0.9950
Bu bilgilere göre hangi gaz bu koşullarda ideal gazdan en çok sapma gösterir?
Sevgili öğrenciler, bu soruda gazların ideal gaz davranışından ne kadar saptığını, sıkıştırılabilme faktörü ($Z$) değerleri üzerinden değerlendireceğiz. İdeal gazlar için sıkıştırılabilme faktörü ($Z$) değeri tam olarak $1$'dir. Gerçek gazlar ise farklı koşullarda bu $1$ değerinden sapma gösterirler. Sapmanın büyüklüğü, $Z$ değerinin $1$'den ne kadar uzaklaştığına bağlıdır. Yani, $|Z - 1|$ farkının mutlak değeri ne kadar büyükse, gaz ideal gaz davranışından o kadar çok sapıyor demektir.
İdeal gaz denklemi ($PV = nRT$) gerçek gazlar için her zaman geçerli değildir. Gerçek gazların ideal gaz davranışından sapmasını ölçmek için sıkıştırılabilme faktörü ($Z$) kullanılır. $Z$ değeri, gerçek gazın molar hacminin, aynı koşullarda ideal gazın molar hacmine oranını gösterir:
$Z = \frac{V_{gerçek}}{V_{ideal}}$ veya $Z = \frac{PV}{nRT}$
İdeal bir gaz için $Z = 1$'dir. Eğer $Z > 1$ ise, gaz ideal gazdan daha az sıkıştırılabilir (itme kuvvetleri baskın). Eğer $Z < 1$ ise, gaz ideal gazdan daha çok sıkıştırılabilir (çekme kuvvetleri baskın).
Sapma miktarını bulmak için, her bir gazın $Z$ değerinin $1$'den ne kadar uzak olduğunu (mutlak değer olarak) hesaplamamız gerekir. Yani, $|Z - 1|$ değerini bulacağız:
Sapma = $|1.0006 - 1| = |0.0006| = 0.0006$
Sapma = $|0.9997 - 1| = |-0.0003| = 0.0003$
Sapma = $|0.9950 - 1| = |-0.0050| = 0.0050$
Hesapladığımız sapma miktarlarını karşılaştıralım:
Bu değerler arasında en büyük sapma miktarı $0.0050$ ile CO₂ gazına aittir.
En büyük sapma miktarına sahip olan gaz, ideal gaz davranışından en çok sapan gazdır. Bu durumda, CO₂ gazı ideal gazdan en çok sapma gösterir.
Cevap C seçeneğidir.
