GAZ BASINCI 3. “MODEL SORU 1” DEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. 2h Po=3P PK = Po + 2hd.g 5P = 3P + 2hdg Y gaz› X gaz› PK = PgazY = PL = 5P olur. L K 15 BÖLÜM 2P = 2hdg 3h P = hdg olur. Po PM = PL + h3dg h 2h K L = 5P + 3P . X s›v›s› d 2h Y gaz› h Z s›v›s› 3d h PK PL PM yatay düzlem M = 8P olur. s›v› d CEVAP B yatay düzlem X ve Y gazlarının basınçları yazılıp oranlanırsa; PX Po + 2h.d.g hdg + 2hdg 3hdg 3 = = = = PY Po + h.d.g hdg + hdg 2hdg 2 olur. 4. PY = PX + 2hcıva CEVAP D Po PY = Po + hcıva cam boru X gaz› Po + hcıva = PX + 2hcıva Po = PX + hcıva 2. I. durumda: c›va h Y gaz› h Buna göre, K Po = Pgaz + h.dcıva.g musluk PY > Po > PX olur. gaz PK = Pgaz PL = Po + h1.dcıva.g PM = Po + h2.dcıva.g c›va c›va h Po II. durumda: CEVAP E h1 Musluk açıldığında, h2 L c›va ı K P = Po olur. PıK > PK olur. M yatay düzlem I. yargı doğrudur. › PK PıL = Po + h1ı.dcıva.g musluk Po hı1 > h1 5. aşağı itilirse üzerine uygu- PıL > PL olur. II. yargı doğru olur. Po Po Bu durumda havanın hac- ı 2 III. yargı yanlıştır. mi azalır, basıncı Ph artar. › h1 hı2 > h2 PıM > PM olur. fi F lanan sıvı basıncı artar. P = Po + h .dcıva.g ı M ➞ Tüp F kuvveti ile h kadar c›va M L › h2 Havanın hacmi azaldığından su yüksekliği azalır. yatay düzlem CEVAP D hava h su Bu durumda kabın tabanındaki sıvı basıncı azalır. CEVAP C MADDE VE ÖZELLİKLERİ 159 6. Pgaz + h1.dX.g = Pgaz + 2h1.dY.g M dX = 2dY Po Ph hava dX = 2 dir. dY I. yargı doğrudur. dX = 2d ve dY = d dir. PK PM = Po + h2.d.g su • K PN = Po + h2.2d.g dir. yatay düzlem PN > PM dir. Musluk açıldığında kaptan su aktığına göre, Ph > Po dır. III. yargı yanlıştır. Su aktığından havanın bulunduğu hacim artar. Bu du- CEVAP D rumda Ph azalır. K noktasındaki toplam basınç da azalır. 9. Su akışı durduğunda Ph = Po olur. 7. X Po CEVAP C Y M Z boflluk X gaz› Pg hava Δh s›v› hY hX su hZ PK • K yatay M Açık hava basıncı Po ile X gazının basıncı Pg arasındaki ilişki bilinmediğinden musluk açıldığında ne olacağını yatay düzlem M musluğu kapalı iken hY > hZ olduğundan, Z ko- söylemek kesin olarak mümkün değildir. lundaki kapalı havanın basıncı açık hava basıncından i) Po = Pg ise hiç bir değişiklik olmaz. büyüktür. M musluğu açılınca X ve Y kollarındaki su ii) Po > Pg ise ∆h artar. düzeyleri eşit olmalıdır. Bu nedenle hX artar, hY azalır. iii) Po < Pg ise ∆h azalır. hY azalınca Z kolundaki kapalı havanın basıncı azalır, hacmi artar. Bu nedenle hZ azalır. Sıvının kütlesi her durumda sabittir. CEVAP C 8. III. yargı kesinlikle sabittir. 10. M gaz CEVAP C Po X gaz› Y gaz› 2h1 h1 K h h L s›v› h2 h2 X s›v›s› Y s›v›s› M N yatay düzlem Sistem dengede olduğuna göre, K noktasına yapılan toplam basınç, L noktasına yapılan toplam basınca eşittir. PK = PL dir. PK PL K L PM M yatay düzlem • PX = Po dır. • PY = Po + h . dsıvı . g dir. • K, L ve M noktaları aynı sıvı içerisinde ve aynı yatay II. yargı doğrudur. doğrultuda bulunduklarından, bu noktalara etkiyen PK = Pgaz + h1.dX.g = Po toplam basınçlar eşittir. PL = Pgaz + 2h1.dY.g = Po dır. 160 MADDE VE ÖZELLİKLERİ Buna göre, PK = PL = PM dir. CEVAP E 5. Po “MODEL SORU 2” DEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. Kapalı bir kaptaki gazın basıncı, P= Y gaz› PY=2Po X gaz› Po 3h NRT V gaz bağıntısı ile bulunur. 2h cam balon Pgaz = Po + h.dsıvı.g h h NRT =Po + hdsıvı.g V c›va c›va h yatay düzlem s›v› olur. Buna göre, h sıvı yüksekliği I, II, PX = Po + Pcıva yatay düzlem PX = Po + 3h III ve IV niceliklerine bağlıdır. ı PX = PY + P cıva CEVAP E PX = 2Po + 2h 2. PX = 4h cm-Hg Po + 3h = 2Po + 2h Po = PX + h cm-Hg PX = Po + 3Po Po = 5h cm-Hg PX = 4Po olur. PX 4h cm - Hg 4 = = Po 5h cm - Hg 5 3. Po = h olur. Po = 4h cm-Hg + h cm-Hg CEVAP C olur. CEVAP E 6. Pgaz = Po + h.dcıva.g Po Po dir. Buna göre, gaz P P → Değişmez. h → Değişmez 2h Y gaz› c›va Z gaz› PY cam balon h c›va h X gaz› h c›va h c›va h yatay düzlem yatay düzlem CEVAP A 4. PX = Po + 2h.dcıva.g PX = PY + h.dcıva.g Po + 2h.dcıva.g = PY + h.dcıva.g Po PY = Po + h.dcıva.g dir. X gaz› Y gaz› PY > Po dir. II. yargı doğrudur. PZ = PY + h.dcıva.g h PX = PZ dir. c›va I. yargı doğrudur. h c›va yatay düzlem PZ > Po dır. III. yargı yanlıştır. CEVAP D PX = Po + hcıva PY = PX + hcıva dır. Buna göre; PY > PX > Po olur. CEVAP B MADDE VE ÖZELLİKLERİ 161 3. “MODEL SORU 3” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. 2V 2P Po düfley 3V P pompa P2 3h/2 X c›va 15cm 15cm P1 Y c›va Bir kaptaki molekül sayısı P.V = n.R.T eşitliğinden h n= düfley Po fiekil-I PV olur. X kabındaki molekül sayısı; RT 2P.2V 4PV = dir. R.T RT nX = fiekil-II Y nin molekül sayısı; Gazın basıncına Şekil-I de P1, Şekil-II de P2 diyelim. nY = Şekil-I de: P.3V 3PV = olur. R.T RT P1 = Po + Pcıva X kabındaki moleküllerin sayısının yarısı Y ye aktarıldı- P1 = Po + 15 ğından; Y nin molekül sayısı; Şekil-II de: n Yson = n Y + P2 = Po – Pcıva P2 = Po – 15 Po açık hava basıncı; = 3PV 2PV + RT RT = 5PV olur. RT P1.V1 = P2.V2 (Po + 15).A.h = (Po – 15) . A. 3h 2 Y kabının basıncı; P.V = N.R.T 2Po + 30 = 3Po – 45 PS.3V = NYson.RT Po = 75cm-Hg olur. CEVAP E PS .3V = e PS = 4. 5PV o .RT RT 5 P olur. 3 P1 2. 12cm düfley Po=64cm-Hg 18cm c›va P1 c›va 18cm A c›va c›va 50cm P2 16cm M c›va c›va yatay düzlem yatay düzlem fiekil-I fiekil-II Boru içerisindeki gazın basıncına Şekil-I de P1, Şekil-II de P2 diyelim. P1.V1 = P2.V2 P1.V1 = P2.V2 64.18 = (64 + h) . 16 30.A.12 = P2.A.18 & P2 = 20 cm-Hg olur. 4.18 = 64 + h Şekil II de: 72 = 64 + h Po = Pcıva + P2 = 50 + 20 = 70 cm-Hg olur. h = 8 cm olur. CEVAP B MADDE VE ÖZELLİKLERİ Po M h fiekil-II 162 P2 Po yatay fiekil-I CEVAP C A Po=64cm-Hg h nX 2 CEVAP C 5. Po =70cm-Hg Po =70cm-Hg 2V 3V X gaz› Y gaz› “MODEL SORU 4” TEK‹ SORULARIN ÇÖZÜMLER‹ 1. T NX T NY hava L 10cm c›va fiekil - I hava hava 20cm K c›va M gaz su su fiekil- II fiekil-I PX = Po + Pcıva = 70 + 20 su fiekil-II fiekil-III Şekil-I ve II deki ipler kesildiğinde K ve L katı olduğundan = 90 cm-Hg havanın toplam hacmi değişmez. Dolayısı ile gaz basınç- PY = Po + Pcıva ları değişmez. = 70 – 10 I. yargı doğrudur. II. yargı yanlıştır. = 60 cm-Hg Şekil-III te balonun üzerine etki eden basınç hava ile su- PX . VX N . R . TX = X PY . VY N Y . R . TY 90 . 2V N X . T = 60 . 3V N Y . T NX = 1 olur. NY yun basınçları toplamıdır. Pbalon > Phava olduğundan havanın basıncı artar. III. yargı doğrudur. CEVAP D CEVAP C 6. Kabın hacmi değişmediğine göre basıncın azalması için; 2. gaz P.V = n.R.T gaz K olduğundan T nin azalması gerekir. Verilen değerler yeribuz ne yazıldığında; P1 = 4 atm iken; buz T1 = 227°C = 273 + 227 = 500 K T2 = –23°C = –23 + 273= 250 K olur. Bu durumda, P2 = 2 atm olur. su su fiekil-I fiekil-II Kabın içine gaz verilirse basınç artar. Kabın hacmi değişmediğinden açık hava basıncına da bağlı değildir. CEVAP A Şekil-I de buz kendi sıvısı içinde dengededir. Eritildiğinde su seviyesi değişmez. Kabın tabanındaki sıvı basıncı değişmez. Gazın hacmi artacağından basıncı azalır. Şekil-II de buz eridiğinde su seviyesi azalır. Gazın hacmi artar. K cismi suda yüzdüğünde veya askıda kaldığında sıvı seviyesi tekrar artar. K cismi ağırlığı kadar sıvının yerini değiştireceğinden su seviyesi değişmez. K cismi suya batarsa sıvı seviyesi azalır. Basınç azalır. Gazın basıncı için kesin birşey söylenemez. I. ve II. yargılar doğrudur. III. yargı yanlıştır. CEVAP C MADDE VE ÖZELLİKLERİ 163 3. gaz gaz K kutu kutu h su su X • fiekil-I K h› X • fiekil-II İlk durumda kutu ve kap ağırlıkları kadar suyun yerini değiştirmişlerdir. (∆V1) K cismi suya atıldığında K nin hacmi ve kutunun batan hacmi kadar suyun yerini değiştirmişlerdir. (∆V2) K cismi suya battığında ∆V1 > ∆V2 dir. Bu durumda sıvı seviyesi h ilk durumuna göre azalacaktır. Suyun seviyesi azaldığından X noktasındaki su basıncı da azalacaktır. Her iki durumda su + kutu + VK hacmi aynı olduğundan gazın hacmi değişmeyecek dolayısıyla basıncı da değişmeyecektir. CEVAP B 4. İp kesildiğinde K cisminin bir kısmı suya batar. Su seviyesi her iki kolda K da yükselir. Ancak h kapalı bölmede hava olduğundan K nin suya düşmesi ile hacmi artacak X • su yatay düzlem basıncı azalacak ve bu sayede su daha fazla yükselecektir. h yüksekliği arttığından X noktasındaki toplam basınç da artar. Bunu açık uçtan daha rahat görebiliriz. CEVAP A 164 MADDE VE ÖZELLİKLERİ GAZ BASINCI 1. Gazın TEST - 1 İN ÇÖZÜMÜ basıncına 3. Po Şekil - I de P1, Şe- Po düfley kil - II de P2 diye- V2 lim. Şe kil - I de: _________ 10cm c›va X gaz› A 3h c›va A P1 = Po + Pcıva boflluk 4 –h 3 P2 10cm h = Po + 10 V1 Şe kil - II de: _________ c›va h P1 düfley P2 = Po – Pcıva Po = Po – 10 fiekil- I PX = 3h cm-Hg fiekil- II Po = PX + h P1 . V1 = P2 . V2 4 (Po + 10) . A . h = (Po – 10) . A . h 3 3Po + 30 = 4Po – 40 = 3h + h = 4h cm-Hg Po = 70 cm-Hg olur. PX 3h 3 olur. = = Po 4h 4 CEVAP C 4. 2. Fkal Pistonun kesit alanıPgaz G s›v› dır. esnek balon G piston G = P = Po + A Pgaz M Buna göre, P basıncı gazın molekül sa- T ip Po na A diyelim. Po gaz CEVAP B yısının değişmesinyatay düzlem den etkilenmez. yatay düzlem CEVAP C Esnek balona yapılan toplam basınç, Pt = Po + Psıvı = Po + hdsıvıg olur. İpteki T gerilme kuvveti; 5. T = Fkal – G Piston yukarı doğru olur. Kaba, kaptaki sıvı ile aynı sıcaklıkta, aynı tür sıvı- çekildiğinde, balona dan bir miktar eklenirse, esnek balona yapılan toplam ba- yapılan toplam ba- sınç artar, balonun hacmi küçülür. Balona etkiyen kaldır- sınç ma kuvveti azalacağından, ipteki T gerilme kuvveti azalır. balonun hacmi ve Kap daha yüksek bir yere götürülürse, esnek balona ya- balona etkiyen kal- pılan toplam basınç azalır, balonun hacmi artar. Balona dırma kuvveti artar. etkiyen kaldırma kuvveti artacağından T gerilme kuvve- Buna ti artar. İpin uzunluğu bir miktar artırılırsa, balona yapılan ki T gerilme kuvve- toplam basınç azalacağından balonun hacmi artar. Balo- ti artar. Kaptaki sıvı na etkiyen kaldırma kuvveti artacağından T gerilme kuv- yüksekliği veti artar. dan, kabın tabanına yapılan sıvı basıncı artar. piston gaz azaldığından göre, ipte- Fkal esnek balon gaz s›v› G ip T yatay düzlem arttığınCEVAP A CEVAP E MADDE VE ÖZELLİKLERİ 165 8. 6. P 3V T Kaba bir miktar gaz ip eklendiğinde, kapgaz taki gazın basıncı V gaz artar. musluk Fkal Çelik bilyeye yapı- çelik bilye lan toplam basınç II.kap I.kap bilyenin Musluk açıldığında kaplardaki basınçlar eşit olur. Bu ba- hacmisu ni değiştirmediğin- sınçların değeri, den, ipte oluşan T P.3V + 0.V = PS.(3V + V) PS = M T yatay düzlem gerilme kuvveti de- 3P olur. 4 G ğişmez. Kabın tabanına yapılan toplam basınç, P = Pgaz + Psıvı olduğundan, Pgaz arttığından P artar. CEVAP D Sıcaklık 2 katına çıkarılırsa hacim sabit kaldığından basınç değeri de, P.V = n.R.T eşitliğine göre 2P ye çıkar. 3 3 PıS = 2.PS = 2. P = P bulunur. 4 2 CEVAP B 9. 7. K Po L boflluk piston . h Pgaz K Pgaz c›va h1 Po h c›va h2 Po h L h c›va c›va yatay düzlem yatay düzlem fiekil-I fiekil-II s›v› yatay düzlem M G piston dır. A Kapta bulunan gazın basıncı değişmediğinden, G noktaPgaz = Po + Şekil-I de: Po = h1.dcıva.g dir. K cam borusunun aşağıda ya da yukarı doğru hareket et- sına yapılan toplam basınç değişmez. PM = Pgaz + Psıvı = Pgaz + hsıvı.dsıvı.g tirilmesiyle h1 yüksekliği değişmez. bağıntısına göre, hsıvı azaldığından sıvı basıncı azalır. Şekil-II de: Po = Pgaz + h2.dcıva.g dir. L cam borusu yukarı doğru hareket ettirildiğinde Pgaz basıncı azalır, h2 yüksekliği artar. CEVAP D 166 musluk MADDE VE ÖZELLİKLERİ Buna göre, M noktasına yapılan toplam basınç azalır. CEVAP A 10. boflluk boflluk 15cm X s›v›s› X s›v›s› c›va 90cm 60cm Po=70cm › Po c›va X s›v›s› yatay düzlem yatay düzlem fiekil-I fiekil-II Şekil-I de: Po = Pcıva + PX 70 = 60 + PX PX = 10 cm-Hg 15 cm X sıvısı 10 cm-Hg basıncı yapar. Şekil-II de: Pıo = 90 cm-X 15 cm X sıvısı 10 cm-Hg basıncı yaparsa, 90 cm X sıvısı 60 cm-Hg basıncı yapar. P = 60 cm-Hg olur. ı o CEVAP C MADDE VE ÖZELLİKLERİ 167 GAZ BASINCI TEST - 2 NİN ÇÖZÜMÜ 4. 1. Aç›k hava Po gaz Aç›k hava Po h c›va Po gaz t1=127°C h gaz t2 h/2 c›va fiekil-I yatay düzlem Po = Pgaz + h.dcıva.g dir. Madde miktarı ve dış basınç değişmediğine göre; Borudaki h cıva yüksekliği: P1.V1 = n.R.T1 Açık hava basıncına bağlıdır. P2.V2 = n.R.T2 Borunun kesit alanına bağlı değildir. olur. Bu iki denklemi oranlarsak; P1 .V1 T1 = P2 .V2 T2 Po .h.S (127 + 273) = T h Po . .S 2 Borudaki gazın sıcaklığına bağlıdır. CEVAP C 2. M T = 200 K olur. musluğundan kaptaki gazın bir Fkal balona yapılan topsu cağından, balonun gaz hacmi büyür, balonun içerisindeki ga- G zın basıncı azalır. I. yargı doğrudur. Derece cinsinden değeri de; M gaz miktarı boşaltılırsa, lam basınç azala- ip t2 = 200 – 273 = –73°C bulunur. pompa CEVAP B esnek balon T yatay düzlem 5. Musluk açılıp sis- Balona etkiyen kaldırma kuvveti artacağından, ipteki T tem dengeye geldi- gerilme kuvvetinin büyüklüğü artar. ğinde kabın içeri- Kaptaki suyun yüksekliği artacağından, kabın tabanına yapılan sıvı basıncı artar. L s›v› Sıvı h M düzeyi h ye geldiğinde, tına çıkar. Basınç N yatay düzlem • yarıya düşer. İdeal gaz denklemini yazarsak; Bu durumda gaz basıncı h.dsıvı olur. P.V = n.R.T n P = .R.T olur. V 168 L sıncı açık hava ba- gazın hacmi iki ka- molekül sayısı eşit olmalıdır. h sıncı ve sıvı ba- dır. CEVAP E h K sıncına eşit olmalı- III. yargı doğrudur. İki gaz için P değeri eşit ise T ve gaz sindeki gazı ba- II. yargı doğrudur. 3. fiekil-II ı + Psıvı = Po Pgaz n = birim hacimdeki V CEVAP E MADDE VE ÖZELLİKLERİ h . dsıvı . g + h . dsıvı . g = 2h . dsıvı . g olur. Böylece sıvı akışı durur. CEVAP B 8. 6. Gazlar İlk sıcaklık X 100 °C 300 °C Y 27 K 71 K Z –73 °C 327 °C Po K Son sıcaklık M Y gaz› X gaz› L s›v› Gazlar sabit basınç altında ısıtıldıklarından hacimleri sıcaklık ile PV = nRT doğru orantılıdır. Burada sıcaklık yatay düzlem alınırken Kelvin (K) cinsinden alınmalıdır. X gazı için: M musluğu açılıp sistem yeniden dengelendiğinde, X gazının hacmi küçülür, basıncı artar. K noktasına yapı- Tilk = 273 + 100 = 373 K lan PK gaz basıncı artar. Tson = 273 + 300 = 573 K L noktasının bulunduğu açık koldaki sıvı yüksekliği arta- Y gazı için; cağından, L noktasına yapılan PL sıvı basıncı artar. CEVAP A Tilk = 27 K Tson = 71 K Z gazı için; 9. Tilk = 273 + (–73) = 200 K Tson = 273 + 327 = 600 K A A Po h X gaz› Son sıcaklık ilk sıcaklığın 3 katı olan Y ve Z gazlarının hacimleri üç kat artmıştır. A piston Y gaz› h h h CEVAP D s›v› PY = PX + 2h.dsıvı.g = Po + yatay düzlem G piston dır. A Buna göre; Po ve PX için kesin birşey söylenemez. I. yargı için kesin birşey söylenemez. 7. Po PY > Po dır. M II. yargı kesinlikle doğrudur. PY PY > PX tir. PX Th III. yargı kesinlikle doğrudur. Th› su CEVAP E • PK yatay 10. Pgaz = Po + 2h.dX.g = Po + h.dY.g dir. M musluğu açıldığında PY >Po olduğundan koldaki ba- I. yargı doğrudur. sınç azalır. Bu durumda borudaki su ∆h kadar yükselir. 3h.dX.g = 2h.dY.g Kaptaki su seviyesi ∆hı kadar azalır. X gazının bulunduğu hacim arttığından PX azalır. K noktasındaki toplam basınç 3dX = 2dY su ve X gazının basınçları olduğundan her ikisi de azaldı- dY > dX tir. ğından PK azalır. II. yargı doğrudur. PK = PL dir. I. ve II. yargılar doğrudur. III. yargı yanlıştır. III. yargı yanlıştır. CEVAP B CEVAP C MADDE VE ÖZELLİKLERİ 169 170 MADDE VE ÖZELLİKLERİ