Gazların belirli bir hacmi ve şekli yoktur. Gazlar içerisine konulduğu
kabı homojen bir şekilde tamamen kaplar. Bu nedenle gazın hacmi
ve şekli, kabın hacmi ve şekliyle aynı olur. Gaz molekülleri arasındaki
boşluk fazla olduğu için gazlar sıkıştırılabilir.
Açık Hava (Atmosfer) Basıncı
Dünya’nın çevresinde bulunan kilometrelerce kalınlıktaki gaz kütlesinin
ağırlığından ve gaz moleküllerin sahip olduğu kinetik enerjilerinden
dolayı oluşan basınca açık hava basıncı denir. Açık hava basıncı P0
sembolüyle gösterilir. Yer yüzeyinden yukarı çıkıldıkça atmosferdeki
gaz molekülleri seyrekleştiği için açık hava basıncı azalır.
Açık hava basıncı atmosferdeki gazların ağırlığından oluştuğu hâlde
basıncın yönü sadece aşağı doğru değildir. Açık hava basıncı, cisimlerin
yüzeyindeki her noktaya dik olarak etki eder. Bir kâğıt yeryüzüne
yatay olarak gerildiğinde açık hava basıncının yönü sadece aşağı
doğru olsaydı kâğıt yırtılırdı. Ancak kâğıdın alt ve üst yüzeylerine etki
eden açık hava basıncı eşit olduğu için kâğıt yırtılmaz.
Barometre
Açık hava basıncını ölçen alete barometre denir (Görsel 2.16).
Barometreyi bulan kişi İtalyan bilim insanı Evangelista Torricelli’dir
(İvengelista Toriçelli, 1608-1647).
Deniz seviyesinde ve 0 o
C sıcaklıkta 1 m yüksekliğindeki cıva dolu
bir cam tüp, ters çevrilip yine içi cıva dolu bir kaba daldırıldığında
(Şekil 2.20) tüp içerisindeki cıva seviyesi bir miktar düştükten sonra
dengeye gelir. Kaptaki cıvanın üst yüzeyi ile cam tüpteki cıvanın üst
yüzeyi arasındaki fark 76 cm olarak ölçülür.
Açık havanın kaptaki cıvanın üst yüzeyine uyguladığı basınç (P0) 76 cm
yüksekliğindeki cıva sütununun uyguladığı basınca eşittir. Bu durumda
0 o
C sıcaklığında ve deniz seviyesindeki açık hava basıncı
P0 = 76 cm-Hg = 760 mm-Hg
olarak ölçülmüştür (Hg cıvanın sembolüdür.). Ölçülen bu değere özel
olarak 1 atmosfer basıncı da (Atm) denir.
P0 = 76 cm-Hg = 760 mm-Hg = 1 Atm
Atmosfer basıncının etkisini göstermek için yapılan Magdeburg
(Magdebur) yarım küreleri deneyinde iki yarım küreden birine metal
musluk takılmıştır (Görsel 2.17). Yarım küreler birleştirilip musluktan
vakum pompası yardımı ile hava vakumlanmış ve musluk kapatılmıştır.
Atlar, küreyi zıt yönlerde çekerek ayırmaya çalışmış ancak başarılı
olamamıştır. Kürenin içerisinden hava çekildiği için iç kısımda basınç
azalmış, açık hava basıncı içerideki basınçtan büyük olduğu için birleştirilen
yarım kürelerin ayrılmasına engel olmuştur.
Günlük hayatta kullanılan ve camlara tutturulan vantuzların çalışma
şekli de vantuz içindeki iç ve dış basıncın farklı olması ilkesine dayanır.
İnce borulardaki sıvıların kendiliğinden yükselmesine veya alçalmasına
kılcallık olayı denir. Barometredeki cıvanın borudan akmadan belirli
bir yükseklikte kalması kılcallık olayıyla ilgili değildir. Tüp içerisindeki
cıvanın dökülmesine engel olan etki açık hava basıncıdır.
Kılcallık etkisiyle sıvının borularda yükselmesi borunun yarıçapına
ve cinsine bağlıyken barometredeki sıvı yüksekliği borunun cinsine,
yarıçapına, duruşuna ve şekline bağlı değildir. Kılcal borunun ucunun
açık olması kılcallık olayını etkilemezken barometrelerde borunun
ucu kapalı olmalıdır. Çünkü boru içerisindeki sıvı yüzeyine açık hava
basıncı etki etmemelidir.
Kapalı Kap İçerisindeki Gazların Basıncı
Kapalı bir kaba konulan gazlar, homojen dağılır ve rastgele hareket
eder (Şekil 2.21). Gaz basıncı, hareketli gaz moleküllerinin sürekli
kabın iç yüzeylerine çarpması sonucunda oluşmaktadır. Kabın iç kısmındaki
birim yüzeye, birim zamanda çarpan molekül sayısı artarsa
gazın basıncı da artar.
Kaba homojen olarak dağılan gaz moleküllerinin her noktaya birim
zamanda çarpma sayısı eşit kabul edilir. Bu nedenle kabın her noktasındaki
gaz basıncı da eşit olur.
Kapalı kaplardaki ideal gazların basıncı; gazın hacmine, sıcaklığına ve
molekül sayısına (madde miktarına) bağlıdır.
Kapalı bir kaptaki gazların basıncını etkileyen değişkenler aşağıda
verilmiştir.
