بسم هللا الرحمن الرحیم

قوانین گاز ها

1

نظریه مولکولی

در . اند شده تشکیل ، ها مولکول یعنی آنها از ترکیبهایی یا اتمها از مواد در میانگینشان مکان حول ، بوده حرکت در ها مولکول یا ها اتم ، جامدات . نوسانند

و کند می ارتعاش بزرگتری دامنه با مولکول هر کنیم، گرم را جامدی اگر گیرند می فاصله یکدیگر از ها مولکول . گیرد می را بیشتری فضای بنابراین

کند می اعمال مجاورش های مولکول بر مولکول هر که نیرویی نتیجه در و هم کنار شبکه در را ها مولکول توانند نمی نیروها سرانجام . یابد می کاهش

دهند می تشکیل را کوچکتری های گروه ها مولکول این وجود با و نگهدارند . گردد می تبدیل مایع به و شود می ذوب ماده ، ریزد می فرو شبکه

بین جاذبه نیروهای و گذارند می اثر یکدیگر بر ها مولکول نیز مایعات در با مقایسه در مایعات های مولکول . شود می نامیده واندروالس نیروهای آنها

تواند می مولکولی هر و دارند بیشتری ارتعاشی انرژی جامدات های مولکول .کند حرکت طرف هر به مایع داخل در

کسب بیشتری جنبشی انرژی ها مولکول از یک هر دهیم حرارت را مایع اگر وارد آن بر اطرافش های مولکول که واندروالسی نیروهای بر باالخره و کرده ، ماده حالت این . درآید حرکت به فضا در تواند می و آید می فائق کنند می . دارد نام بخار یا گاز

2

نظریه مولکولی دهد می نشان شکل که طوری به . دهد می نمایش را بخارش و مایع بین فاصل حد 1-4 شکل

، دیگر سوی از . کنند می فرار مایع از گاهی مایع سطح در واقع های مولکول ، (A مولکول) . (B مولکول) آیند در مایع حالت به توانند می اند حرکت در مایع سمت به که گاز های مولکول

که گوئیم می و شود می برقرار تعادلی مولکولی انتقال آهنگ دو بین خاصی دمای در سرانجام . است رسیده اشباع حالت به مایع باالی بخار

حالت به که شود می بقدری ها مولکول انرژی ، دهیم حرارت آن جوش دمای تا را مایع اگر . آیند می در گاز

حاصل . کنند می برخورد کرات به ظرف های جداره با و یکدیگر با ها مولکول ، گازها در و کند می اثر نیرویی جداره بر که است این ظرف جداره و گاز های مولکول بین برخورد . دارد نام فشار شود می وارد جداره از خاصی سطح به که نیرو این از مقداری

3

قانون بویل : قوانین گازهاها مولکول بین برخوردهای اثر بر . دهد می نشان را بزرگ سرنگ یک درون گاز از حجمی 2-4 شکل

(bar1) نوعی اتمسفر فشار همان مورد این در که شود می حاصل P مطلق فشار ، سرنگ های جداره وkPa 100 است .

دفعات تعداد بنابراین و داشت خواهند معینی حرکتی انرژی ها مولکول ، باشد ثابت سرنگ این دمای اگر .کرد خواهند برخورد سرنگ های جداره با مفروضی

حرکتی انرژی همان ها مولکول ، (3-4 شکل) دهیم کاهش را ظرف حجم و نگهداریم ثابت را دما اگر جداره با بیشتری دفعات تعداد ها مولکول ، حجم شدن تر کوچک اثر بر ولی داشت خواهند را خود قبلی نیز ظرف درون گاز فشار ، باشد بیشتر برخوردها این تعداد چه هر . کرد خواهند برخورد سرنگ های kPa از و شده برابر دو P مطلق فشار ، کنیم نصف 3-4 شکل در را سرنگ V حجم اگر . شود می بیشتر . رسد می kPa 200 به 100

ثابت دمای در که کند می بیان بویل قانون . (بویل قانون) است آل ایده گازهای قانون اولین گفتیم آنچه ، .دارد عکس نسبت مطلق فشار با گاز از مفروضی حجم

𝑉 ≈1

𝑃=PV و (K1) ثابت

4

قانون بویل : گازهاقوانین شکل این چپ سمت . دهد می نشان را بویل قانون کاربرد از مثالی 4-4 شکل

می کار به درمانی اکسیژن در که دهد می نشان را بزرگی اکسیژن کپسول در که شود می مطرح سؤال این شکل در موجود اطالعات به توجه با . رود ؟ است چقدر کپسول این درون اکسیژن حجم اتمسفر فشار

کپسول این داخلی ظرفیت : جواب

پر که وقتی است لیتر 10 حدود در

kPa 100 آن درون گاز فشار باشد

اکسیژن مطلق یا کل فشار . است

kPa 13800 فشار زیرا ، شود می

به گاز فشار با است برابر مطلق

را محاسبات . اتمسفر فشار اضافه

و ایم نوشته شکل راست سمت در

کل حجم محاسبات این نتیجه

می بدست لیتر 1380 را اکسیژن

در اکسیژن از لیتر 10 چون . دهد

در ، ماند می باقی خالی کپسول

از توان می فقط اتمسفر فشار

. کرد استفاده اکسیژن لیتر 1370

5

گیلوساک قانون : قوانین گازهامی شده داده نشان مثال در (5-4 شکل) است ثابت فشارش که بگیرید نظر در را گازی حال

از حجم این اگر شود kPa 100 همواره فشارش تا دهیم حرکت آزادانه را سرنگ میله توانیم تعداد نتیجه در و یابد می افزایش ها مولکول حرکتی انرژی ، (زیرین شکل) کنیم گرم را گاز

و زمان واحد در برخوردها تعداد اینکه برای . شود می بیشتر سرنگ جداره با آنها برخوردهای T مطلق دمای اگر رو این از . یابد افزایش گاز حجم باید ، بماند ثابت فشار فشار نتیجه در

درون گاز حجم باید که یابیم می در ، برسانیم K546 به K273 از و کرده برابر دو را سرنگ . کنیم برابر دو نیز را V سرنگ

گیلوساک قانون یا شارل قانون به که دهد می نشان را آل ایده گازهای قانون دومین فوق پدیده با گاز از مفروضی جرم حجم ثابت فشار در که کند می بیان گیلوساک قانون . است معروف دهیم حرارت را گازها وقتی که دهد می نشان قانون این . دارد مستقیم نسبت گاز مطلق دمای می صعود گرم هوای که هست نیز معنی بدین قانون این . شوند می تر رقیق نتیجه در و منبسط

.شود می همرفت ها جریان سبب امر همین و کند

6

سومقانون : قوانین گازهارا سرنگ حجم شکل این در . ایم داده نمایش 6-4 شکل در را آل ایده گازهای قانون سومین

آن گاز های مولکول ، دهیم حرارت دارد ثابتی حجم که را سرنگ این اگر داشتیم نگه ثابت می افزایش سرنگ های جداره با برخوردشان آهنگ و کنند می کسب بیشتری جنبشی انرژی

دمای گاز حجم داشتن نگه ثابت با اگر نتیجه در . شود می فشار افزایش سبب امر این و یابد . کند می تغییر نیز فشارش ، دهیم تغییر را آن مطلق

با گاز از مفروضی جرم مطلق فشار ، ثابت حجم در که کند می بیان آل ایده گازهای سوم قانون . دارد مستقیم نسبت آن مطلق دمای

گیری اندازه برای استانداردی عنوان به که ، است هیدروژن دماسنج قانون این درباره مثال را آن فشار ازدیاد توان می ثابت حجم در هیدروژن کردن گرم هنگام .رود می کار به دما علمی

. دهد می بدست را مطلق دمای افزایش از معیاری که گرفت اندازه دقت به

7

فشار و دما تغییرات اثر بر گازها حجم چون گیری اندازه هنگام باید ، شود می متاثر بشدت عالوه به . کنیم مشخص را فشار و دما حجم،

و دما به نسبت را نتایج که است مفید اغلب ، دمای . کنیم تصحیح استانداردی فشار

استاندارد فشار و K273.15 استاندارد(mmHg 760) kPa 101.325 این . است

می متعارفی شرایط را استاندارد فشار و دما . نامیم

تغییرات آدیاباتیکی حالت یک گاز می توصیف را گاز رفتار گاز قانون سه باشد ثابت حجم یا دما فشار، متغیر سه از یکی که وقتی

تغییر تا گرفت آن از انرژی یا و افزود گاز به گرمایی انرژی باید شرایط این ایجاد برای . کنند توان می ، کند نمی مبادله گرمایی انرژی محیطش با گاز که وقتی حتی . دهد رخ نظر مورد . گویند آدیاباتیک تغییر را تغییری چنین . داد تغییر را گاز حالت

اثر بر . کنیم متراکم هوا منبع واحد در را هوا که دهد می رخ زمانی تغییر اینگونه از مثالی .شود می الزم کننده سرد دستگاه نتیجه در و رود می باال هوا دمای تراکم

فشار کننده تنظیم یا هوشبری ماشین به که را گازی کپسول دریچه اگر که است این دیگر مثال . رود می باال بسرعت ها سنج فشار و ها لوله درون گاز فشار ، کنیم باز سرعت به است وصل

آتش احتمال و یابد می افزایش شدت به دما و شود می متراکم آدیاباتیک طور به گاز این بنابراین سرمایش ، شود منبسط آدیاباتیک طور به متراکمی گاز اگر ، عکس بر . آید می وجود به سوزی

.(برودتی چاقوی در مثال برای) دهد می رخ

8

چاقوی برودتی به چشم جراحی و زایمان و زنان ، پوستی بیماریهای درمان در بافتها سریع انجماد برای برودتی چاقوی

عصبی الیاف موضعی شدن فاسد سبب ، کنیم اعمال اعصاب به را برودتی چاقوی که وقتی .رود می کار می کار به درد تسکین در روش این . انجامد می (ماه 6 تا 3) مدتی دراز موضعی حسی بی به و شود می .است آدیاباتیک فرایندی حاصل برودتی چاقوی سرمایش . رود

کند می افت دما انبساط، این اثر بر و شود منبسط تا کنند می خارج بسرعت موئین لوله درون از را گاز جاذبه نیروهای بر تا شود می منبسط گاز که وقتی که شود می ناشی واقعیت این از سرمایش اثر .

اطرافش و گاز بین گرما ، سریع انبساط در . دارد الزم انرژی ، کند غلبه هایش مولکول بین واندروالسی با آن نتیجه در و گردد می تامین گاز های مولکول خود جنبشی انرژی از الزم انرژی و شود نمی مبادله . کند می افت دمایش گاز انبساط

هستند مناسبی گازهای کربن اکسید دی و ازت اکسید . دهد می نشان را برودتی چاقوی اجزاء 7-4 شکل ترک را کپسول ، داد تغییر را سرمایش آهنگ آن با توان می که فشار کننده تنظیم دریچه طریق از گاز و

تا را دما و شود می منبسط چاقو نوک در و گذرد می برودتی چاقوی موئین لوله درون از گاز . کند می جریان کند می کار دست با که ای دریچه از استفاده با توان می . آورد می پایین گراد سانتتی درجه 70

. داد تغییر را سرمایش اثر طریق این از و کرد کنترل گذرد می چاقو از که را گازی

9

قانون فشارهای جزئی دالتون آهنگ با کپسول داخل فشار .دهد می نمایش را کپسولی داخلی گازهای از مخلوطی 8-4 شکل

. دارد رابطه گاز های مولکول سرعت و جرم و برخوردها

های جداره بر فشاری خود سهم به ها مولکول انواع از یک هر ، گازها از مخلوط هر در رفتار خود همسایه های مولکول از مستقل تقریبا مولکول هر که آنجا از و کند می وارد کپسول

باشند مولکول دیگر انواع چه ، داد نسبت مولکول نوع یک به توان می که را فشاری کند، می قانون پدیده این و برد پی پدیده این به دالتون جان بار نخستین . است یکسان ، نباشند چه

. دارد نام دالتون جزیی فشارهای

انواع از یک هر که فشاری گازها از مخلوطی هر در که کند می بیان دالتون فشارهای قانون . است کرده اشغال را کپسول تنهایی به گاز این گویی که است همان کند می وارد گاز

10

قانون فشارهای جزئی دالتون سمت .است نظر مورد گازی های مخلوط در موجود گازهای جزیی فشار اغلب هوشبری در

kPa درونش فشار که شده خالی آنقدر که دهد می نشان را انتونوکس کپسول 9-4 شکل چپ بنابراین و است اکسیژن %50 و ازت اکسید %50 کپسول این در باقیمانده مخلوط .است 100 اکسید که فشاری دالتون، قانون طبق بر کند، می اشغال را کپسول نصف گاز دو این از یک هر پر را کپسول تنهایی به گاز این گویی که است همان کند می وارد کپسول های جداره بر ازت .است کرده

کپسول کل به کپسول نصف از بود ازت اکسید اختیار در که فضایی ، بود می چنین اگر ولی قانون از استفاده با بنابراین . شد می برابر دو گاز این حجم دیگر عبارت به . یافت می افزایش به kPa 100 از و شده نصف حالت این در کپسول داخل فشار که کرد محاسبه توان می بویلkPa 50 ازت اکسید گاز ایـن جزئی فشار که دریافت توان می محاسبه این از . است رسیده kPa 50 نیز اکسیژن فشار نحو همین به و است kPa 50 قوانین کاربردن به با نتیجه در . است در کل فشار حاصلضرب از توان می مخلوط یک در را گازی هر جزیی فشار ، دالتون و بویل

. آورد بدست گاز غلظت درصد

11

قانون فشارهای جزئی دالتون اتمسفر فشار بـا هـوایی کپسول از آن در کـه ، دهد مـی نشان را دیگری مثال 10-4 شکل kPa 100

وارد kPa 20/93 با برابر فشاری اکسیژن مقدار این و است اکسیژن هوا از %20/93 . ایم کرده استفاده ، داد انجام جیوه میلیمتر حسب بر توان می را محاسبات این .است kPa 79/07 ازت فشار و کند می

فشار صورت این در ، است mmHg750 حدود در kPa 100 اتمسفر فشار بدانیم اینکه بر مشروط . شود می mmHg593 ازت جزیی فشار و mmHg157 اکسیژن جزیی

درون که گازهایی مانند اند شده مرطوب که کنیم حساب را گازهایی جزیی فشار خواهیم می که وقتی غلظت دستگاه کنید فرض ، مثال برای . بگیریم نظر در را موجود آب بخار باید دارند وجود ها آلوئول . گیرد می انـدازه %5/6 خشک گـاز یک عنـوان بـه را تـایدال پـایـان کــربن اکسید دی غلظت سنجی (2PACO) کربن اکسید دی آلوئولی واقعی فشار اینکه برای است kPa 101/3 هـا آلـوئـول درون فشـار

کامال آلوئولی گاز زیرا نیست کافی آلوئول درون فشار در %5/6 کردن ضرب تنها ، کنیم پیدا را را kPa 6/3 آب بخار فشار باید کنیم ضرب %5/6 در را آلوئولی فشار اینکه از قبل . است شده مرطوب

. کنیم کسر آن از

12

آلوئولی کربن اکسید دی فشار kPa 5/3 شود می

جیوه میلیمتر حسب بر را محاسبه همین اگر .

آلوئولی کربن اکسید دی فشار دهیم انجام

mmHg40 شد خواهد.

𝑃𝐴𝐶𝑂2 = 101.3 − 6.3 ∗5.6

100= 5.3𝑘𝑃𝑎

قانون فشارهای جزئی دالتون را دالتون قانون کنند می پر گازی های مخلوط با را ها کپسول که وقتی کارخانجات

اکسید دی و اکسیژن مخلوط از کپسولی کردن پر 11-4 شکل . برند می کار به . است کربن اکسید دی آن %10 که دهد می نشان را کربن

مطلق مفشار تا را کپسول نخست bar13/8 این در . کنند می پر کربن اکسید دی با آنقدر سپس . است گازی حالت به هنوز کربن اکسید دی مطلق دمای در و فشار

صورت این در . شود bar138 کل مطلق فشار که کنند می وارد کپسول به اکسیژن . است برابر فشار دو این نسبت با که شود می %10 کربن اکسید دی کل درصد

13

فرضیه آواگادرو حجم به یک هر ، سرنگ دو . بگیرید نظر در را 12-4 شکل موضوع V ، گاز دو محتوی

آنقدر سرنگ از یک هر به اگر . است یکسان دمایشان که است هیدروژن و اکسیژن متفاوت هم با سرنگ دو درون فشار که کنیم وارد آن داخل گاز های مولکول نوع از هایی مولکول که واقعیت این برابرند، هم با دو آن درون های مولکول تعداد که یافت درخواهیم ، شود برابر . است معروف آواگادرو فرضیه به برابرند هم با ها مولکول تعداد

برابر هم با آنها دمای و فشار که گازهایی از مساوی های حجم که کند می بیان آواگادرو فرضیه . دارند برابری های مولکول تعداد ، است

درون گاز جرم ، دارند فرق هم با هیدروژن و اکسیژن مولکولی وزن چون که کنید توجه مشخص جرمش حسب بر را گاز از کمیتی اینکه جای به بنابراین .کرد خواهد فرق هم با سرنگ استفاده شود، می مربوط ها مولکول تعداد به که مفهومی از منظور بدین که است بهتر کنیم، .است مول مفهوم این .کنیم

14

مول: آواگادروفرضیه اتمهای تعداد با آن ازت تعداد که است ای ماده مقدار آن ماده هر از مول یک

تعداد که است شده معلوم . باشد برابر 12 کربن از Kg0/012 در موجود6.022 است با برابر 12 کربن از گرم 12 در موجود اتمهای ∗ و 1023

(13-4 شکل) .است معروف آواگادرو عدد به عدد این

فشار و دما در گاز هر از مول یک که است داده نشان آزمایش عالوه به گرم 32 یا هیدروژن گرم 2 حجم رو این از و دارد حجم لیتر 22.4 استاندارد . است لیتر 22.4 متعارفی شرایط در ، کربن اکسید دی گرم 44 یا اکسیژن

15

فرضیه آواگادرو تبخیر دستگاه بندی درجه روش ، بزنیم مثالی آواگادرو و مول های فرضیه درباره اینکه برای

متعارف شرایط در را ها گیری اندازه سهولت، برای . بگیرید نظر در را 14-4 شکل کننده .دهیم می انجام

و شود می کننده تخبیر وارد که بینیم می را اکسیژن از یکنواختی جریان شکل چپ سمت در مولکولی وزن .رساند می لیتر 22.4 حجم به و کرده بخار را ایزوفلورین از گرم 18.45 مقدار

در و است مول یک با برابر ایزوفلورین گرم 184/5 نتیجه در و است184/5 ایزوفلورین مول0/1 با برابر کننده تبخیر در گرم 18.45 مقدار . دارد حجم لیتر 22.4 متعارف شرایط شده تبخیر ایزوفلورین این ، این وجود با . شود می ( 0/1 22.4) لیتر 2.24 آن حجم و است

. %1 با است برابر ایزوفلورین غلظت رو این از و است کرده اشغال را لیتر 224 حجم و(2.44/244)

باید آنگاه شدند، می انجام متعارفی فشار و دما از غیر فشارهایی و دماها در گیریها اندازه اگر .دادیم می انجام آنها روی را الزم تصحیحات و کاربرده به را مناسبی گازهای قوانین

اندازه کند، نمی پیروی گازها قوانین از هیدروژن مانند گازی خوبی به بخارهالوتن که آنجا از . اند درست خوبی تقریب با آمده بدست نتایج ولی دارند اندکی بسیار خطای فوق گیریهای

16

فرضیه آواگادرو ازت اکسید پر کپسول یک . دهد می نمایش را دیگری مشابه مثال 15-4 شکل

مول یک بنابراین و است 44 ازت مولکولی وزن . است ازت اکسید kg3.4 محتوی ؟ شود می چقدر کپسول این ازت اکسید حجم متعارفی شرایط در . است گرم 44 آن

گرم 44 : جواب (mol1) دارد حجم لیتر 22.4 متعارفی شرایط در ازت اکسید . را (لیتر(3400/44)*22.4) لیتر 1730 حجم ، ازت اکسید گرم 3400 بنابراین حجم این و است لیتر 1730 متعارفی شرایط در ازت اکسید حجم .کند می اشغال مشخص منظور به عمل، در . شود می لیتر 1800 با است برابر دمای در ماده

. شود می استفاده ازت اکسید وزن از هستند پر حدی چه تا ها کپسول اینکه کردن به توان می ازت اکسید کپسول باالی در را آن و است معلوم ازت اکسید کپسول وزن

. برد پی آن ازت اکسید محتوای

17

ثابت جهانی گازها در زیر صورت به مول و آواگادرو فرضیه مفهوم با توان می را آل ایده گازهای قوانین مفهوم

آمیخت هم

𝑃𝑉 = 𝑘1 𝑉/𝑇 = 𝑘2 𝑃/𝑇 = 𝑘3 𝑃𝑉/𝑇 = 𝑘

گاز از مفروضی مقدار برای که است شده معلوم ، PV/T هر از مول یک برای و است ثابت . R گاز جهانی ثابت به معروف است بفردی منحصر ثابت با برابر PV/T کمیت گاز

صورت به توان می را تری کلی معادله PV = nRT آن در که نوشت n است گاز مولهای تعداد . باشد بیشتر یا کمتر یک از تواند می و

گاز . شود می استفاده ها کپسول سر به متصل های فشارسنج در هوشبری در فرمول این از کپسول اگر و است ثابت R . است ثابت فرمول این در V بنابراین دارد، ثابتی حجم کسپول داخل که گیریم می نتیجه فرمول این از بنابراین .است ثابت نیز T ، نگهداریم یکسانی دمای در را

است متناسب کپسول در موجود گاز مقدار نتیجه در و n کپسول داخل های مول تعداد با P فشار . کند می مشخص را کپسول داخل در موجود گاز مقدار فشارسنج دستگاه بنابراین .

18

دمای بحرانی نیست چنین عمل در ولی کنند می پیروی آل ایده قوانین از گازها تمام که است بوده این بر فرض.

در دما های گیری اندازه برای علت همین به و کند می تبعیت گازها قوانین از تقریب بهترین با هیدروژن جوش دمای نزدیکی تا را گازی که وقتی .شود می استفاده هیدروژن دماسنج از المللی بین دمای مقیاس . کرد نخواهد رفتار گازها قوانین طبق بر گاز این ، کنیم می سرد مایعش

در . کند می مقایسه اتاق دمای در اکسیژن کپسول با را ازت اکسید کپسول کردن پر فرآیند 16-4 شکل فرا خاصی فشار اینکه محض به ولی کنیم می پمپ کسپول بدرون فشار تحت را ازت اکسید باال شکل سطحی تا را کپسول و شده تبدیل مایع به کنیم اعمال بیشتری فشار باشد الزم اینکه بدون ازت اکسید ، رسد

.کند می پر معینی

شده پر حدی چه تا کپسول که دهد می نشان دقیقا فشارسنج ، کنیم پمپ کپسول بدرون را اکسیژن که وقتی دمای در را اکسیژن توانیم نمی باز ، باشد زیاد هم اندازه هر کنیم می وارد کپسول به که فشاری . است پر را کپسول بخواهیم گراد سانتی درجه -119 کم بسیار دمای در اگر ولی .کنیم تبدیل مایع به اتاق عادی . آوریم در مایع حالت به را اکسیژن توانست خواهیم ، کنیم

19

است شده معلوم دیگر، عبارت به درجه -119 اکسیژن بحرانی دمای این باالی در که است گراد سانتی تنها فشار اعمال با توان نمی دما

در . کرد تبدیل مایع به را اکسیژن با توان می آن پایین یا دما این

. کرد مایع را اکسیژن فشار اعمال خود خاص بحرانی دمای گازی هر . دارد

دمای بحرانی آورد در مایع حالت به را ماده فشار اعمال با تنها توان نمی آن باالی در که است دمایی بحرانی دمای .

سانتی درجه 36.5 ازت اکسید بحرانی دمای . است ماده بحرانی دمای در ماده بخار فشار بحرانی فشار اکسید (استوایی مناطق در هوا دمای) باشد گراد سانتی درجه 36.5 از بیش دما اگر نتیجه در . است گراد . ماند می گازی حالت به کپسول داخل در ازت

آن دمای که دهد می نشان را ازت اکسید از پر بزرگی سرنگ 17-4 شکل T درجه 36.5 از و ثابت دهد می نشان نمودار کمک به را سرنگ کردن متراکم از حاصل نتایج شکل این . است بیشتر گراد سانتی

. کنند می مشخص را حجم کاهش از ناشی فشار افزایش نمودار این های منحنی .

و اند شده رسم خاصی دمای در یک هر هستند حجم از تابعی صورت به فشار نمودار که ها منحنی این . دارند نام (دما هم) ایزوترم

20

دمای بحرانی دهد می نشان گراد سانتی درجه 20 و 36.5 ،40 دمای در را ازت اکسید های ایزوترم 18-4 شکل.

از نمودار دو در که حجم کاهش با . دهد می نشان درجه 40 دمای در را فشار تغییرات فوقانی منحنی هذلولی حاصل منحنی . یابد می افزایش همواری طور به بویل قانون طبق بر فشار است چپ به راست اکسید آن در که دارد وجود bar73 اندازه به بحرانی فشاری (درجه 36.5) بحرانی دمای در .است قائم . شود می مایع ازت

تبدیل مایع به کامال گاز که وقتی نتیجه در و است ناپذیر تراکم که است این مایع هر های ویژگی از یکی نمودار که طوری به لحظه این در .بود خواهد فشار در ازیاد مستلزم حجم در کاهش کوچکترین شود می

. آید می در قائمی خط صورت به تقریبا ایزوترم دهد می نشان

ازت اکسید که وقتی . است شده رسم اطاق دمای در که است تحتانی ایزوترم نمودار قسمت مهمترین تحتانی ناحیه) . شود می مایع آن از مقداری bar52 فشار در ، کنیم می متراکم آرامی به را سرنگ داخل

که شود می سبب یابد کاهش این از بیش حجم اگر و بخار هم دارد وجود مایع هم مرحله این در (نمودار شود مایع بیشتری بخار که شود می سبب یابد کاهش این از بیش حجم اگر و بخار، هم مایع بیشتری بخار

.نکند تغییری فشار و

21

در راست خط صورت به منحنی بار 52 فشار در نتیجه در دمای در ازت اکسید کپسول داخل نوعی فشار این . آید می

. شود می محسوب ازت اکسید اشباع بخار فشار و است اطاق

کوششی هر آنگاه ، شود مایع ازت اکسید بخار تمامی که وقتی خواهد فشار سریع افزایش موجب شود حجم کاهش صرف که را واقعیت همین نمودار از ناحیه این در قائم تقریبا خط و شد

برای ازت اکسید گاز عبارت از که کنید توجه . دهد می نشان منحنی برای ازت اکسید بخار عبارت از و فوقانی منحنی . ایم کرده استفاده تحتانی

دمای بحرانی می اطالق ماده از حالتی به "گاز" کلمه کنیم بیان دقیقتر باشیم خواسته اگر

"بخار" کلمه از آنکه حال است ماده بحرانی دمای از بیش دمایش که شود این از . باشد کمتر بحرانیش دمای از ماده دمای که کنیم می استفاده هنگامی

ازت اکسید ولی هستند گاز دو هر ازت و اکسیژن ، اتاق عادی دمای در نظر .بخارند اتر و هالوتن ، کربن اکسید دی ،

ازت اکسید با کامال که بگیرید نظر در را ازتی اکسید کپسول فرضی مورد ازت اکسید انبساط سبب دهد رخ دما در که افزایشی هر . است شده پر مایع

شدت به فشار نتیجه در .ناپذیرند تراکم گازها خالف بر مایعات ولی شد خواهد .بود خواهد مالحظه قابل انفجار خطر و یافته افزایش

انفجار خطر از اجتناب برای کنند می پر را ها کپسول این که کارخانجاتی ازت اکسید بخار برای فضایی تا گذارند می خالی را کپسول از مقداری همیشه منبسط مایع یابد افزایش دما اگر صورت این در .باشد داشته وجود مایع باالی مقداری بخار شدن متراکم با نتیجه در و آورد می فشار باالیش بخار بر و شده . یابد نمی افزایش حد از بیش فشار و شود می مایع از

هر برای و کنند می پر وزنشان اساس بر ازت اکسید های کپسول عمل، در که شود می گرفته نظر در ازت اکسید ثابتی مقدار مفروض اندازه به کپسولی

نخواهد وجود انفجار خطر شود عادی حد از بیش کپسول دمای اگر حتی .داشت

22

دمای بحرانی

می استفاده گازی مقدار توصیف برای "کردن پر کسر" عبارت از

.است الزم کپسول کردن پر منظور به که شود

بر تقسیم کپسول داخل گاز جرم از است عبارت کردن پر کسر

یک آب لیتر هر جرم چون . کند می پر را کپسول که آبی جرم

بر ازت اکسید جرم با است برابر کردن پر کسر ، است کیلوگرم

در . لیتر حسب بر کپسول داخلی حجم بر تقسیم کیلوگرم حسب

. است 0.65 ازت اکسید مورد در کسر این ، بریتانیا

23

بحرانی دمای شیبه که وقتی . رود می کار به واحد گاز یک برای "بحرانی دمای" عبارت

%50 و ازت اکسید %50 که انتانوکس مانند ، باشیم داشته گازها از مخلوطی به گازی مخلوط آن در که دارد وجود خاصی بحرانی دمای است، اکسیژن بحرانی دمای مفهوم با مفهومی چنین .شود می تجزیه اش دهنده تشکیل اجزاء برای اغلب "بحرانی شبه دمای" عبارت رو این از و دارد فرق واحد گاز یک

.رود می کار به گازی های مخلوط

5.5- از کپسول دمای اگر که است شده معلوم انتانوکس های کپسول مورد در فشار اگر .داشت خواهد وجود تجزیه خطر شود، کمتر گراد سانتی درجه تجزیه احتمال باشد، bar117 با برابر یابد کاهش دمایش اینکه از قبل کپسول . است کمتر احتمال مقداراین این از کمتر یا بیش فشارهای در ولی است زیاد

است تر پایین مراتب به بحرانی شبه دمای ، ها بندی لوله داخل انتانوکس در. سانتی درجه 30- زیر دما این باشد bar4.1 ها بندی لوله داخل فشار که وقتی اکسید مخلوط تجزیه خطر ها بندی لوله داخل در معموال نتیجه، در .است گراد .ندارد وجود ازت

برای شود، استفاده سردی شرایط در بیرون در سیلندرها از اگر این وجود با دمای افت از که بود نخواهد ممکن ، کوهستانی نجات عملیات طی مثال

مایع فاز گیری شکل دمای از کمتر مراتب به مقداری به سیلندر محتویات . کرد جلوگیری بتوان

24

25