Prof. Dr. Bilsen Beşergil: İdeal Gaz Yasası (ideal gas law)

İdeal gaz yasası (Genel gaz denklemi olarak da adlandırılır), varsayımsal bir ideal gaz halinin denklemidir. Bazı sınırlamaları olmasına rağmen, çeşitli koşullarda birçok gazın davranışına ilişkin iyi bir yaklaşımdır. İlk olarak 1834 yılında Émile Clapeyron tarafından ampirik Boyle yasası, Charles yasası, Avogadro yasası ve Gay-Lussac yasasının bir kombinasyonu olarak belirtilmiştir. İdeal gaz yasası eşitliği:

PV = nRT

PV = nRT = Nk_BT (genel şekli)

P: basınç (Paskal), V: hacim (m³), T: mutlak sıcaklık (K), n: gazın miktarı (gazın mol sayısı), R: ideal gaz sabitidir (8.314 J/(K·mol)).

N: gaz moleküllerinin sayısı (veya Avagadro sayısı N_A x gazın mol sayısı n; yani N_An), k_B: Boltzmann sabitidir.

İdeal gaz yasası, en çok monatomik gazlar için geçerlidir; yüksek sıcaklık ve alçak basınçlarda daha iyi sonuçlar verir. Bu formül, her gaz molekülünün boyutunu ve moleküller arası bağları dikkate almadığından, bunları da dikkate alan van der Waals denklemine göre modifikasyon yapılır. van der Waals eşitliğinde, ideal gaz yasasındaki V yerine, (V_m –b) değeri kullanılır; b, bir molekülün işgal ettiği hacimdir. a: gaza bağlı bir sabittir.

Bu durumda eşitlik:

P (V_m –b) = RT

(P + a.1/V_m²) (V_m – b) = RT

(P + a.n²/V²) (V – nb) = nRT

Boyle, Charles, ve Gay-Lussac yasalarının birleştirilmesiyle ‘Birleşik Gaz yasaları’, bunlara Avogadro yasasının eklenmesiyle de ‘İdeal Gaz Yasası’ elde edilir.

Boyle yasası: P₁ V₁ = P₂ V₂

Charles yasası: V₁ / T₁ = V₂ / T₂

Gay-Lussac yasası: P₁/ T₁ = P₂ / T₂

Avogadro yasası: V₁ / n₁ = V₂/ n₂

İdeal Gaz yasası: PV = nRT