Kitaptaki Soru Metni ve Verilenler
1. TEMA / Etkileşim Yüksek basınçlı bir kaptaki gaz, kap üzerinde bulunan çok küçük delikten geçerek dış ortamla basınç dengesi sağlanana kadar dışarıya doğru sızar. Sıkışmış gaz taneciklerinin bulundukları kabın bir bölmesinden diğerine küçük bir delikten geçerek yayılmasına efüzyon (dışa yayılma, sızma) adı verilir (Görsel 1.21). Efüzyon kapta oluşan deliğin boyutuna bağlıdır. Delik çok küçükse efüzyon gerçekleşmeyebilir. Örneğin pilates topu basketbol potasına atılırsa top potaya çarpıp seker. Benzer şekilde gaz tanecikleri küçük deliklerden geçemeyebilir. Gazın bulunduğu kaba daha büyük delikler açılırsa da süreç efüzyon yerine difüzyon olarak düşünülebilir. Efüzyon, gaz taneciklerinin küçük bir delikten veya dar bir bölmeden geçmesiyle gerçekleştiği için genellikle difüzyondan daha hızlıdır. Difüzyon ise gaz taneciklerinin geniş bir alana yayılması ile gerçekleşeceği için daha uzun zaman alır. Difüzyon hızı; sıcaklık, parçacık boyutu ve moleküllerin yapısı gibi faktörlerden etkilenir. Her iki süreç de gaz taneciklerinin hareket hızlarıyla ilişkilidir. Graham difüzyon yasasına göre aynı sıcaklıkta düşük mol kütlesine sahip gaz tanecikleri büyük mol kütleli gaz taneciklerinden daha hızlıdır. Graham difüzyon yasası bir elementin izotoplarının ayrılmasında kullanılır. 235UF6 ve 236UF6 karışımı buharlaşma sıcaklığının üzerinde ısıtıldıktan sonra bir gözenekli engelden geçirilir. 235UF6 gazı 236UF6 gazına göre daha hızlı olduğundan işlem binlerce kez yinelenerek izotoplar birbirinden ayrılır. Bu işlem günümüzde nükleer santrallerde 235U bakımından zenginleştirilmiş yakıt için kullanılmaktadır. Aşağıdaki tabloda efüzyon ile difüzyon arasındaki farklar verilmiştir. Görsel 1.21 Efüzyon, gaz taneciklerinin yüksek basınçlı bölgeden (sol) düşük basınçlı bölgeye doğru küçük bir delikten hareket etmesidir. Efüzyon Difüzyon Kapalı bir kaptaki gaz taneciklerinin çok küçük bir delikten dışarıya sızma- sıdır. Gaz taneciklerinin birbiriyle karışmasıdır. Basınç farkı nedeniyle oluşur veya kolaylaşır. Konsantrasyon farklılıklarndan kaynaklanır. Mol kütlesi küçük olan gaz tanecikleri daha hızlı, mol kütlesi büyük olan gaz tanecikleri ise daha yavaş efüzyona uğrar. Difüzyon hızları mol kütlesi, sıcaklık, yoğunluk ve tanecikler arası etkileşim gibi faktörlere bağlıdır.
Ayrıntılı Adım Adım Çözüm
1 mol herhangi bir madde 6,022·10²³ adet tanecik içerir. Mol sayısı bağıntısı: n = m / M_A (kütle üzerinden) veya n = N / N_A (tanecik sayısı üzerinden) hesaplanır.
Normal şartlar altında (0°C ve 1 atm) 1 mol ideal gaz 22,4 litre hacim kaplar.