Mövzu. 4-Qazların mayeləşməsi

---

Mövzu.4-Qazların mayeləşməsi
 
İlk baxışda elə düşünmək olar ki, guya istənilən temperaturdakı qazı kifayət 
qədər böyük təzyiq altında sıxmaqla mayeləşdirmək olar. Əslində bu belə 
deyildir. Qazı hansı böyük təzyiq altında sıxmaqdan asılı olmayaraq,
bir qaz 
molekuluna düşən orta kinetik enerji (bu enerji qazın temperaturu ilə müəyyən 
olunur) iki molekul arasındakı qarşılıqlı cazibəyə uyğun gələn potensial 
enerjidən böyükdürsə, bu temperaturda və bundan yüksək temperaturlarda qaz 
mayeləşməz. Deməli, qazın mayeləşməsi üçün bir molekula düşən orta kinetik 
enerjinin iki molekul arasındakı qarşılıqlı cazibənin potensial enerjisindən kiçik 
olmasına nail olmaq lazımdır. Qaz molekulunun orta kinetik enerjisi 
temperaturla düz mütənasib olduğundan, qarşıya qoyulan məsələni qazın 
temperaturunu aşağı salmaqla həll etmək olar. Bununla əlaqədar isə qarşıya 
belə sual çıxır: sıxaraq mayeləşdirmək üçün qazı hansı temperaturadək 
soyutmaq lazımdır? Van der vaals izotermlərinin təhlilinə bir daha nəzər salsaq, 
qoyulan suala cavab taparıq. Doğrudan da, van der vaals izotermlərindən 
göründüyü kimi, verilmiş qaz üçün onun böhran temperaturundan yuxarı 
temperaturlarda izotermlər yalnız qaz fazasından keçir. Bu isə o deməkdir ki, 
böhran temperaturdan yuxarı temperaturlarda qaz üzərinə göstərilən təzyiqin nə 
qədər böyük olmasından asılı olmayaraq onu mayeləşdirmək mümkün deyildir.
Van der vaals izotermlərindən göründüyü kimi, böhran temperaturdan aşağı 
temperaturlarda izoterm qaz, ikifazalı qaz-maye oblastından və maye halından 
keçir. Bu isə o deməkdir ki, qazı bu izotermlərdən hər hansı biri üzrə sıxmaqla 
mayeləşdirmək olar. Beləliklə, deyilənləri ümumiləşdirməklə belə nəticəyə 
gəlirik: istənilən qazı mayeləşdirmək üçün onu öz böhran temperaturuna, yaxud 
ondan aşağı temperaturadək soyudaraq sıxmaq lazımdır. Lakin, onu da qeyd 
etmək lazımdır ki, göstərilən iki prosesdən - qazın böhran temperaturdan aşağı 
temperaturadək soyudulma və sıxılma prosesləri istənilən ardıcıllıqla aparıla

---

bilər, yəni istənilən yuxarı temperaturdakı qazı əvvəlcə müvafiq təzyiqə qə- dər 
sıxdıqdan sonra onu böhran temperaturdan aşağı temperaturadək soyutmaqla 
da mayeləşdirmək olar. Beləliklə, qazın mayeləşmə mexanizminin fiziki əsasını 
müəyyənləşdirdik. Növbəti məsələ qazın mayeləşməsi üçün lazım olan fiziki 
proseslərin - soyudulma və sıxılma proseslərinin praktik həyata keçirilmə 
məsələsidir. Qazı sıxma məsələsi praktik cəhətdən heç bir çətinliklə 
qarşılaşmadığından, bu məsələnin praktik həyata keçirilməsi üzərində 
dayanmağa ehtiyac yoxdur. Üzərində durulması lazım olan əsas məsələ qazın 
böhran temperaturuna, yaxud ondan aşağı temperaturadək soyudulma 
üsullarının müəyyənləşdirilməsi məsələsidir. Bu üsulların müəyyənləşdirilməsi 
üçün indiyədək təhlil etdiyimiz məsələlərə - real qazın genişləndirilməsi 
zamanı əldə edilən nəticələrə nəzər salmaq kifayətdir.
Məlum olduğu kimi, real 
qaz boşluğa genişlənərkən onun daxili enerjisi hesabına iş görüldüyündən 
soyuyur. Lakin, bu üsulla soyuma zamanı qaz temperaturunun kifayət qədər 
aşağı düşmədiyini və bir çox qazların böhran temperaturunun kifayət qədər 
aşağı olduğunu nəzərə alsaq, daha kiçik temperatur almaq – qazı daha çox 
soyutmaq ehtiyacı yarandığını görürük. Bu yolda atılacaq növbəti addım real 
qazın adiabatik genişləndirilməsi ola bilər. Boşluğa genişlənmədən fərqli olaraq 
bu halda qazın daxili enerjisi hesabına molekullararası cazibə qüvvələrinə qarşı 
görülən işdən əlavə həm də xarici qüvvələrə – xarici təzyiqə qarşı iş görülür.
Genişlənmə zamanı qazın daxili enerjisi hesabına iki növ iş görüldüyündən o 
daha çox soyumalıdır. Belə soyuma da kifayət etmədikdə bizə məlum olan daha 
bir soyutma üsulundan istifadə etmək olar. Bu üsul müsbət Coul-Tomson 
effekti ilə soyutma üsuludur. Təəssüf ki, bu üsulun da imkanları məhduddur - 
qazı bu üsulla birbaşa istənilən kiçik temperaturadək, məsələn oksigenin (154.4 
K), azotun (126.1K), hidrogenin (33K) və heliumun (5.3K) böhran 
temperaturunadək soyutmaq mümkün olmur.