Karakteristik Gaz Eşitliği

Genel gaz denkleminde ifade edildiği gibi bir yazın sıcaklığı basıncı ve hacmi sonsuz sayıda değiştirilse de sonuçta sabit bir sayıya ulaşır.

P₁*V₁/T₁=P₂*V₂/T₂ = K K K
P_n*V_n/T_n = R

Her gaz için farklı ve sabit olan bir sayıya gaz sabitesi denir. Her gazın sabitesi farklıdır. Sabite birim kütle için dikkate alındığında buna karakteristik gaz sabitesi denir. R ile gösterilir.

Birim iş J/kg°K veya j/kg°C’dir. Sonuçta eşitlik aşağıdaki gibi düzenlenir.

(P.V/T)/m = R olduğunda eşitlik

P.V=m.R.T şeklinde oluşur.

P=Mutlak Basınç (Pa)
V=Hacim (m³)
m=Kütle(kg)
R=Gaz sabitesi (J/kg˚K)
T=Sıcaklık (˚K)

Oksijen gaz sabitesi R_O2=230 j/kgK
Havanın gaz sabitesi R_hava=288 j/kgK
Helyumun gaz sabitesi R_He=2079 j/kgK
Hidrojen gaz sabitesi R_H=4157 j/kgK

Örnek Problem-1

0,9m3 hacme sahip bir tankın içinde 15˚C sıcaklıkta 520kPa basınçta helyum ve hidrojen gazı bulunmaktadır. Helyum gazının kütlesi 0,5kg olduğuna göre:

a)Her bir gazın ayrı ayrı yaptıkları kısmi basınç değerlerini;
b)Hidrojen gazının kütlesini hesaplayınız?
a)Helyumun tek basına yapacağı basınç;

P_He.V=m.R_He.T
P_He = 0,5 . 2079 . 288 / 0,9 = 332,6 kPa

Hidrojenin yaptığı basınç Dalton Kanuna göre;

P_T = P_H + P_He
P_H = P_T – P_He
P_H = 520-332,6=187,4 kPa

b)Hidrojen gazının kütlesi;
P_H.V=m.R_H.T
m = 187400 . 0,9 / (4157 . 288) = 0,141 kg

Örnek Problem-2

1m3 hacme sahip bir tankın içinde 27˚C sıcaklıkta , 500 kPa basınçta gaz bulunmaktadır. Gazın karakteristik gaz sabiti 2079 j/kg˚K’dır. Kap içindeki gazın kütlesini hesaplayınız?

P=500.10^3(Pa)
V=1 m³
T=(273+27)K
R=2079 j/kgK
m= ?

P.V=m.R.T
m= 500.10^3 . 1 / (2079 . 300) = 0,80 kg

Kaynak: Orhan KISA, Makina Yüksek Mühendisi, Karakteristik Gaz Eşitliği