Gaz Nedir

GAZ, normal basınç ve sıcaklıkta olduğu gibi kalan, içinde bulunduğu kabın her yanına yayılarak her noktasına basınç yapan akışkan maddedir. Çevrede ki sonsuz sayıda cisimlerden bazılarının (örneğin masa, şişe, makine) kendilerine özgü belirli biçimleri vardır. Su, şarap ve süt gibi cisimler ise, içinde bulundukları kabın şeklini alırlar. O halde madde, en azından birbirlerinden farklı özellikte iki halde bulunur; katı ve sıvı haller. Fakat maddenin gaz hali denilen üçüncü bir hali daha vardır. Bu durumda, maddenin ne belli bir şekli vardır ne de belli bir hacmi.

Maddenin üç hali neden kaynaklanır? Maddenin temel bileşenleri daima atomlar olduğundan bunların dağılım biçimleri, maddenin farklı hallerde olmasına yol açar. Nitekim, eğer atomlar düzgün bir şekilde, birbirlerine çok yakın ve sabit biçimde düzenlenmişlerse belirli bir hacme ve biçime sahip katı bir madde ortaya çıkar. Buna karşılık atomlar ya da moleküller (birbirleriyle birleşmiş atom grupları) birbirlerine yakın, fakat birbirleri üzerinde kayabilecek bir şekilde sıralanmışlarsa madde, belli bir hacmi olan fakat içinde bulunduğu kabın şeklini alan sıvı halinde olur. Atom ya da moleküller birbirlerinden çok büyük bir uzaklık-taysalar maddenin ne belli bir hacmi ne de belli bir şekli olur. Bu durumda madde hızla, etrafındaki tüm uzayı kaplamaya çalışacaktır. Nitekim gazlara ha-vamsı maddeler adı da verilir.

Basınç ve hacim: Gazlar, öz yapılarından dolayı, katı ve sıvılardan farklı olarak kolaylıkla sıkıştırılabilirler. Kuşkusuz bu işlem sırasında gazları oluşturan tanecikler (moleküller) birbirlerine yaklaşmaya zorlanırlar. Bunun sonucunda gazın hacmi başlangıçtaki hacme göre bir hayli azalır. Sıkıştırma olayı gazın yapısına uyularak aşamalı bir biçimde meydana gelebilir; ya da öylesine güçlü bir biçimde gerçekleşir ki, molekülleri birbirine iyice yaklaşan gaz tam bir dönüşmeye uğrayarak sıvı hale geçer.

Bu hal değişmesi genel ve sabit değildir. Her gaz için, kritik noktalar denilen, belirli basınç ve sıcaklıklarda meydana gelir. Ancak bu kritik değerler aşıldığında gaz tipik özelliklerini kaybederek sıvıların özelliklerine sahip olur.

Gaza uygulanan basınçla, kapladığı hacim arasındaki ilişki ilk kez 1660 yıllarında ingiliz kimyacısı Robert Böyle tarafından incelenmiş ve açıklanmıştır. Böyle, gazlar üzerindeki çalışmaları tamamen bilimsel temeller üzerine oturtan ilk bilim adamı ve dolayısıyla bağımsız bir bilim dalı olan kimyanın kurucusu sayılır. Böyle, bir gazın basıncıyla hacmi arasındaki ilişkiyi keşfederek, yasa olarak ortaya koymuştur. Bu yasaya göre, sıcaklık değişmedikçe, kütlesi belirli olan bir gazın hacmi, daima üzerine uygulanan basınçla ters orantılıdır. Eğer bir litrelik bir gazın, metrekare başına bir kilogramlık bir basınç altında olduğu düşünülürse, bu basınç iki katma çıkartıldığında gazın hacmi yarım litreye düşer. Tersine, basınç metrekare başına yarım kilogram olacak şekilde azaltıla-
cak olursa, aynı gaz bu kez iki litrelik bir hacim kaplar.

Gazların belirli bir hacmi ve biçimi olmadığından, bunları belirlemek oldukça zordur. Oysa doğal olarak gaz halinde bulunan maddelerin sayısı pek çoktur, etrafımızı çevreleyen, bitkilerin ve hayvanların solunumu için vazgeçilmez olan hava, bir gaz karışımından başka bir şey değildir. Hava hiç farkına varılmadan, bütün ortamı dolduruncaya kadar sessizce yayılır. Hayvanlar ve bitkiler gibi canlı organizmaların yaşamları için zorunlu olan gazların yanısıra yararlı başka gazlar da vardır. Bunlar çok tehlikeli olmakla birlikte, geliştirilen yöntemler aracılığıyla enerji kaynağı ya da hammadde olarak çeşitli şekillerde kullanılmaktadırlar. Isı ve ışık: insanların çeşitli alanlarda yararlanmayı başardıkları gazlar arasında ön sırada, yanabilir gazlar yer alır. Yanabilir gaz terimi ne anlama gelmektedir? Havanın oksijeninin varlığında ışık ve ısı yayarak yanabilen bütün gaz ürünlerine yanabilir gazlar (yakıt gazları) denir.

Yanabilir gazlar doğal ya da yapay olabilirler. Doğal olanlar yeraltında kendiliklerinden oluşurlar ve özel delme işlemleriyle çıkartılırlar. Yapay gazlar ise yanabilen diğer katı ya da sıvı maddelerin kısmi ya da tam dönüşümü sonucunda elde edilirler. Bu dönüşüm, örneğin damıtma gibi özel bir takım kimyasal işlemlerden yararlanılarak yapay olarak gerçekleştirilir. Katı ya da sıvı yakıtlar yerine daha çok gaz halindeki yakıtların tercih edilmesinin nedeni, öncelikle bunların kalıntı bırakmadan ve duman yaymadan kolaylıkla yanmaları ve çok yüksek sıcaklıklar sağlamalarıdır. Işık kaynağı olarak kullanılan ilk yapay gaz bir rastlantı sonı.-cu Philippe Lebon adlı bir Fransız mühendisi tarafından aşağ1 yukarı ondukuzuncu yüzyılda bulunmuş, kullanımının kendine özgü ve üstün oluşu yüzünden aydınlatıcı gaz olarak adlandırılmıştır.

Dilimizde havagazı adını alan bu gaz, odunun ya da daha çok kömürün bir damıtılma ürünüdür. Aydınlanma bugün elektrik enerjisiyle sağlandığından havagazı artık temel işlevini kaybetmişse de birçok ülkede hâlâ mutfaklarda ısıtıcı olarak kullanılmaktadır. Nitekim bugün, doğal gaza (metan) sahip olmayan ülkelerde, kentlerde kullanılan gaz havagazıdır. Fakat ısı değerini arttırmak için, havagazma genellikle doğal gaz ilave edilir. Ancak çok yakın zamanlarda meydana getirilen yerleşme birimlerinde tamamen doğal gaz ya da petrol kaynaklı gazlar kullanılmaya başlanmıştır. Çünkü bunlar daha az masraflı ve daha az zehirlidir. Mavi gaz: Değişik teknik yöntemler kullanılarak, kömürden özel adlar alan başka gaz türleri de elde edilir. Örneğin su gazı, kızgın kömür üzerinden su buharı geçirilerek üretilir.

Bu işlem kesikli olup genellikle iki aşamada gerçekleşir, ilk aşamada yanmayı hızlandırmak için hava akımı geçirilerek kömürün sıcaklığı arttırılır. Daha sonra sisteme sokulan su buharı, akkor halindeki kömürün bulunduğu yataktan geçerek gazı üretir. Bu gaz, alevinin kendine özgü rengi nedeniyle mavi gaz olarak adlandırılır. Isı değeri yüksek olduğundan çok kıymetlidir. Bu yüzden yüksek sıcaklıklar gerek-tren işlemlerde bu pazdan yararlanılır. Ancak, yüksek oranda karbon monoksit içerdiğinden, su gazı canlılar için çok zehirlidir. Ayrıca çok kuvvetli patlayıcı karışımlar meydana, getirerek havayla kolayca tepkimeye girer.

Aynı yönteme uygun olarak, kömür üzerinden su buharı yerine hava geçirilerek jeneratör gazı elde edilir. Fakat jeneratör gazının ısı değeri daha düşüktür. Petrol türevleri: Çok önemli ve çok kullanılan bir dizi gaz, petrolün aşamalı damıtılması sonucunda elde edilir. Bu işlemin amacı, en hafif ve gaz gibi uçucu olanlardan başlayarak, petrolün bütün bileşenlerinin serbest kalmasını sağlamaktır. Böylece elde edilen gazlar çok büyük miktarlarda üretilirler. Bir kez depolandılar mı özel basınçlar altında tutularak sıvı hale geçirilirler. Böylece daha kolay taşınabilirler ve daha az tehlikeli olurlar.