7.gaz basinci COZUM.indd

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.
K cismi tamamen su içerisine batsa da sorulan üç nicelik
değişmez.
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.
s›v›
Sıvı
düzeyi
tına çıkar. Basınç
h
M
h
ye geldiğinde,
gazın hacmi iki ka-
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-
L
gaz
h
sıncı ve sıvı ba-
dır.
CEVAP E
molekül sayısı eşit olmalıdır.
K
sıncına eşit olmalı-
III. yargı doğrudur.
İki gaz için P değeri eşit ise T ve
h
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
81 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 = 81 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