Esnek bir balonda bulunan gazın sıcaklığı artırıldığında basınç değişimi nasıl olur?

Esnek bir balonda bulunan gazın sıcaklığı artırıldığında basınç değişimi nasıl olur?

 

Bir kapta bulunan gazın sıcaklığı artırıldığında taneciklerinin sahip olduğu hız ve kinetik enerji de artacağından hacmi artış gösterir. Bu hacim, sıcaklık ve basınç arasında bulunan ilişki Gay-Lussac kanunu olarak da adlandırılan P.V=n.R.T ilişkisi ile de bulunabilir. Bu ilişkide yer alan kavramların anlamları ise şu şekildedir:

 

P: Gazın sahip olduğu basıncın değeridir. Birimi atmosfer olarak alınmalıdır ve kısaltılması atm’dir.

V: Gaz taneciklerinin sahip olduğu toplam hacim miktarıdır. Birimi litredir. Diğer birimlerde verilen miktarlar litreye dönüştürülmelidir.

n: Maddenin içerisinde bulunan taneciklerin mol sayısını ifade eder. 6,02×10²³ adet tanecik bir mol olarak adlandırılır.

R: Gaz sabiti olarak adlandırılır ve her koşulda aynı değere sahiptir. Bu değer 0,082 olarak kullanılacağı gibi 22,4/273 olarak da kullanılabilir.

T: Gaza uygulanan toplam sıcaklık değeridir. Birimi Kelvin olarak kabul edilir. C+273 formülü ile diğer birimlerde verilen sıcaklık değerleri kolay bir şekilde Kelvine çevrilebilir.

 

Yukarıdaki bağlantıdan yola çıkarak sıcaklık ile basıncın doğru orantılı olduğu sonucuna varabiliriz. Bunun en önemli sebebi ise sıcaklık ile gaz taneciklerinin artan kinetik enerjisi sayesinde bulunduğu kabın çeperlerine daha hızlı çarpacaktır. Bu da uygulanan basıncın artmasına anlamına gelmektedir. Tam tersi durumda da taneciklerin hızı azalacak ve uyguladıkları basınç da aynı oranda azalacaktır.

 

Bu ilişkiden yararlanılan bir alan ise yarış arabası lastikleridir. Yarışacak olan araçların lastikleri diğer araçlara oranla daha az şişirilir. Bunun nedeni ise hızlı gidilmesi sonucunda lastik içerisinde bulunan hava ısınarak basıncı artacaktır. Tam şişirildiğinde bu artan basınç lastiklerin patlamasına neden olacaktır.

 

Soruda verilen esnek balon ısıtıldığında ise gazın basıncı artacak ve balonun daha fazla şişmesine neden olacaktır.