Gazlar

Gazlar konusu, bazı öğrenciler için zor olabilir, çünkü gazların davranışları ve ilgili denklemler karmaşıktır. Ancak, konunun anlaşılması için temel kavramların iyi öğrenilmesi ve gaz yasalarının pratik uygulamalarının yapılması önemlidir.

Doğalgazın yanması sonucu şu gazlar açığa çıkar: 1. Karbondioksit (CO2): Yanma işleminin ana ürünlerinden biridir. 2. Su buharı (H2O): Yakıtın oksijenle birleşmesi sonucu oluşur. 3. Azot oksit (NOx): Az miktarda oluşur ve zararlı emisyonlar arasında yer alır. 4. Kükürtdioksit (SO2): Doğal gaz kükürt içermediğinden bu gaz açığa çıkmaz. Ayrıca, karbonmonoksit (CO) gibi diğer zararlı gazlar da eksik yanma durumunda ortaya çıkabilir.

Bazı gazlar iletken, bazıları ise yalıtkandır. İletken gazlar arasında floresan lambalarda kullanılan argon gazı ve neon gazı içeren bir tüpte düşük basınç altında oluşturulan elektrik dolaşımı bulunan neon gazı yer alır. Yalıtkan gazlar ise genellikle havada bulunur ve içindeki toz, kömür, nem gibi maddeler iletkenliğini artırır.

İdeal gazlarda yoğunluk, basınç, sıcaklık ve molar kütleye bağlıdır.

Kapalı kap içindeki azot gazının hal değişimi sırasında iç enerji değişimi, entalpi değişimi (∆h) kullanılarak hesaplanabilir. Veriler: - İlk sıcaklık (T1) = 600 K - Son sıcaklık (T2) = 1000 K - Kütle (m) = 2 kg Hesaplama: 1. Entalpi değişimi (∆h), aşağıdaki formülle hesaplanır: ∆h = Cp (T2 - T1). Burada, Cp, azot gazının özgül ısı kapasitesi olup, yaklaşık olarak 1004.5 J/kgK'dir. 2. ∆h = 1004.5 (1000 - 600) = 401800 J/kg Sonuç olarak, azot gazının iç enerji değişimi 401.8 kJ'dir.

Gazlar ve sıvılar farklı nedenlerle sıkıştırılabilir: 1. Gazlar: Gazları oluşturan moleküller arasında çok büyük boşluklar bulunur. 2. Sıvılar: Sıvıları oluşturan moleküller arasındaki boşluk çok daha azdır.

Joule-Thomson olayı ideal gazlarda görülmez. Bu olay, gerçek (ideal olmayan) gazlarda, gazın sabit entalpi koşullarında hacminin değişmesi durumunda meydana gelir.

Alev topu, genellikle propan veya metan gazı ile birlikte likit parafin gibi özel bir yakıt kullanılarak çalışır. Bu gazlar, özel tüp veya silindirlerde saklanır ve anlık olarak ateşlenerek dışarıya püskürtülür.

Yüksek fırında yanıcı gazlar üretilir. Başlıca yüksek fırın gazları: - Karbon monoksit (CO): Demir cevherinin indirgenmesi için kullanılır. - Karbon dioksit (CO2): Reaksiyonlar sırasında açığa çıkar. - Baca gazı: Toz gibi küçük boyutlu malzemelerle birlikte fırından ayrılır ve temizlendikten sonra yakıt olarak kullanılır.

Fabrika bacalarından çıkan gazlar, yakılan maddeye bağlı olarak değişen ve genellikle aşağıdaki bileşenleri içeren baca gazları olarak adlandırılır: Azot, oksijen, karbondioksit ve su buharı; Duman, koku, yağ, kurum ve toz gibi partiküller. Ayrıca, fabrika bacalarından çıkan ve çevre kirliliğine yol açan diğer gazlar arasında kükürtdioksit (SO2), azotmonoksit (NO) ve azotdioksit (NO2) gibi azotoksitler de bulunur.

Gazlar sayfa 18'de genellikle soy gazlar ve gazların özellikleri konuları yer alır. Soy gazlar bölümünde, periyodik sistemin 8A grubunda bulunan helyum, neon, argon, kripton, ksenon ve radon gibi elementler tanıtılır. Gazların özellikleri konusunda ise, gazların sıkıştırılabilirliği, genleşmesi, basınç ve hacim ilişkileri gibi konular ele alınır.

Gazlarda hacim, içinde bulundukları kabın hacmine eşit olduğu için doğrudan ölçülemez. Ancak, gazın hacmini dolaylı olarak ölçmek için aşağıdaki yöntem kullanılabilir: 1. Hortum yardımıyla: Hacmi ölçülecek gaz, içi su ile doldurulmuş ve ters çevrilmiş bir silindire hortum aracılığıyla aktarılır. 2. Su seviyesinin azalması: Gaz, tüpün içine dolarken tüpteki suyun yerini alır ve su seviyesi azalır. 3. Azalan sıvının hacmi: Tüpteki su seviyesinin başlangıç ve son değerleri arasındaki fark, içine dolan gazın hacmini verir.

Solunum sırasında üretilen gazlar şunlardır: 1. Karbondioksit (CO2): Oksijenli solunum sonucunda oluşur ve atmosfere verilir. 2. Su (H2O): Aynı zamanda oksijenli solunum ürünü olarak ortaya çıkar.

Gazların sıkıştırılabilme özelliğinden yararlanılarak yapılan bazı uygulamalar şunlardır: 1. Böcek ilacı püskürtme: Sıkıştırılan gaz, bir delikten püskürtülürken sıvı da birlikte püskürtülerek böcek ilaçlama makineleri yapılır. 2. Otomobil ve kamyon fren sistemleri: Hidrolik kaldırma sistemlerinde basınçlı gazlar kullanılır. 3. Buzdolapları: Sıkıştırılan gazın genleşirken çevresinden ısı alması prensibine dayanarak çalışır. 4. Oksijen tüpleri: Hastanelerde kullanılan oksijen tüplerinin içinde sıvılaştırılmış gaz bulunur. 5. LPG tüpleri: Evlerde kullanılan tüpler, sıvılaştırılmış LPG (Liquid Petroleum Gas) içerir.

Gazların ortalama kinetik enerjisi, kap içindeki mutlak sıcaklık ile doğru orantılıdır. Bu nedenle, ortalama kinetik enerjiyi bulmak için aşağıdaki adımları izlemek gerekir: 1. Mutlak sıcaklığı ölçün: Mutlak sıcaklık, Kelvin (K) birimiyle ifade edilir. 2. Kinetik enerji formülünü uygulayın: Kinetik enerji (KE) = 0,5 x m x v². Bu formülde, kütle kilogram (kg) cinsinden, hız ise metre bölü saniye (m/sn) cinsinden alınmalıdır.

İnert gazlar, belirli şartlar altında kimyasal reaksiyona girmeyen gazlardır. Bu gazlar arasında şunlar bulunur: Soy gazlar: helyum, neon, argan, kripton, ksenon, radon; Diğer inert gazlar: azot ve karbondioksit. Ayrıca, inert gaz karışımı olarak da nitrojen, oksijen ve kükürt dioksit gibi gazlar kullanılabilir.

Kriyojenik depolama ünitesi, sıvılaştırılmış gazları son derece düşük sıcaklıklarda depolamak ve taşımak için tasarlanmış özel bir kapalı konteynerdir. Bu üniteler genellikle aşağıdaki bileşenlerden oluşur: İzolasyon: Isı transferini minimize etmek için çift cidarlı yapı ve vakum tabakası kullanılır. İç tank: Düşük sıcaklıklara dayanıklı paslanmaz çelik veya alüminyum alaşımlarından yapılır. Dış ceket: Yapısal destek sağlar ve yalıtım malzemesini barındırır. Basınç kontrol sistemi: İç basıncı güvenli limitlerde tutmak için basınç tahliye valfleri gibi sistemler içerir. Güvenlik özellikleri: Kaza riskini azaltmak için emniyet ventilleri ve acil durum havalandırma sistemleri bulunur. Kriyojenik depolama üniteleri, tıbbi, farmasötik, havacılık ve enerji gibi çeşitli endüstrilerde kullanılır.

Linde gazları, çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılan yüksek kaliteli gazlar ve mühendislik çözümleridir. Başlıca Linde gazları şunlardır: Hastane oksijeni ve elektronik imalat için yüksek saflıkta özel gazlar. Hidrojen, temiz yakıtlar için. Soğutucu gazlar, soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde kullanılır. Kimya ve enerji, gıda ve içecek, metal ve madencilik gibi sektörlerde kullanılan endüstriyel gazlar. Ayrıca, Linde gazları gaz işleme çözümleri ve ekipman desteği de sağlar.

D-Gas soğutucu gaz, çeşitli soğutma ve iklimlendirme uygulamalarında kullanılan yaygın bir soğutucu gaz türüdür. Başlıca D-Gas soğutucu gazlar: - D-Gas R-134A: Otomobil klima sistemleri, ev ve ticari klimalar, buzdolapları ve dondurucularda kullanılır. - D-Gas R-600: Yeni nesil buzdolabı gazı olarak bilinir, doğal bir hidrokarbon olan İzobütan içerir. Soğutucu gazların kullanımı ve dolumu sırasında güvenlik kurallarına uymak önemlidir.

Oksigaz kaynağında kullanılan yanıcı gazlar şunlardır: Asetilen. Propan. Metan. Bütan. Sıvılaştırılmış petrol gazları. Hava gazı.