Basınç altında gaz işareti Test 2

Bir gazın basıncı aşağıdaki durumların hangisinde kesinlikle artar?

A) Hacmi artırılıp sıcaklığı sabit tutulursa
B) Sıcaklığı azaltılıp hacmi sabit tutulursa
C) Hacmi azaltılıp sıcaklığı sabit tutulursa
D) Sıcaklığı artırılıp hacmi sabit tutulursa

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için gazların temel davranışlarını açıklayan İdeal Gaz Yasası'nı hatırlamamız gerekiyor. İdeal Gaz Yasası bize bir gazın basıncı ($P$), hacmi ($V$), mol sayısı ($n$) ve sıcaklığı ($T$) arasındaki ilişkiyi gösterir:

$PV = nRT$

Burada $R$ ideal gaz sabitidir. Genellikle bir gazın miktarı ($n$) ve gaz sabiti ($R$) sabit kabul edildiğinde, basınç, hacim ve sıcaklık arasındaki ilişkiyi inceleyebiliriz. Bu durumda, basıncı yalnız bırakırsak:

$P = \frac{nRT}{V}$

Bu formül bize basıncın sıcaklıkla doğru orantılı, hacimle ise ters orantılı olduğunu açıkça gösterir. Yani, sıcaklık artarsa basınç artar; hacim azalırsa basınç artar. Şimdi her bir seçeneği bu bilgi ışığında adım adım inceleyelim:

• A) Hacmi artırılıp sıcaklığı sabit tutulursa:

  Bu durumda hacim ($V$) artırılıyor ve sıcaklık ($T$) sabit tutuluyor. Formülümüze göre ($P = \frac{nRT}{V}$), hacim paydada olduğu için hacim arttığında basınç azalır. Tıpkı bir balonu şişirdiğimizde içindeki gazın daha geniş bir alana yayılarak duvarlara daha az çarpması gibi düşünebiliriz.

  Bu durumda basınç artmaz.

• B) Sıcaklığı azaltılıp hacmi sabit tutulursa:

  Bu durumda sıcaklık ($T$) azaltılıyor ve hacim ($V$) sabit tutuluyor. Formülümüze göre ($P = \frac{nRT}{V}$), sıcaklık pay kısmında olduğu için sıcaklık azaldığında basınç azalır. Gaz molekülleri daha yavaş hareket eder, bu da kabın duvarlarına daha az ve daha zayıf çarpmalarına neden olur.

  Bu durumda basınç artmaz.

• C) Hacmi azaltılıp sıcaklığı sabit tutulursa:

  Bu durumda hacim ($V$) azaltılıyor ve sıcaklık ($T$) sabit tutuluyor. Formülümüze göre ($P = \frac{nRT}{V}$), hacim paydada olduğu için hacim azaldığında basınç artar. Sabit sıcaklıkta gazı sıkıştırdığımızda, aynı sayıda gaz molekülü daha küçük bir alana hapsolur ve kabın duvarlarına daha sık çarpar. Bu duruma Boyle Yasası da denir.

  Bu durumda basınç kesinlikle artar.

• D) Sıcaklığı artırılıp hacmi sabit tutulursa:

  Bu durumda sıcaklık ($T$) artırılıyor ve hacim ($V$) sabit tutuluyor. Formülümüze göre ($P = \frac{nRT}{V}$), sıcaklık pay kısmında olduğu için sıcaklık arttığında basınç artar. Gaz molekülleri daha hızlı hareket eder, bu da kabın duvarlarına daha sık ve daha şiddetli çarpmalarına neden olur. Bu duruma Gay-Lussac Yasası da denir.

  Bu durumda basınç kesinlikle artar.

Yukarıdaki analizlerimize göre, C ve D seçeneklerinde gazın basıncı kesinlikle artmaktadır. Ancak, soruda tek bir doğru cevap beklendiği ve bize C seçeneği doğru olarak verildiği için, C seçeneği bu sorunun cevabıdır.

Cevap C seçeneğidir.