Bir gazın özkütlesi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Sıcaklık arttıkça özkütle azalır
B) Basınç arttıkça özkütle artar
C) Gaz miktarı arttıkça özkütle artar
D) Hacim arttıkça özkütle artar
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bir gazın özkütlesi ile ilgili verilen ifadelerden hangisinin yanlış olduğunu bulmak için, öncelikle özkütlenin temel tanımını hatırlayalım. Özkütle (yoğunluk), bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir ve genellikle '$d$' veya '$\rho$' sembolüyle gösterilir. Formülü ise şöyledir:
Burada;
- $d$: Özkütle (yoğunluk)
- $m$: Kütle (gaz miktarı)
- $V$: Hacim
Şimdi her bir seçeneği bu formül ve gazların davranış prensipleri (İdeal Gaz Yasası: $PV = nRT$) ışığında inceleyelim:
- A) Sıcaklık arttıkça özkütle azalır
- Sabit basınç ve gaz miktarı altında, bir gazın sıcaklığı ($T$) arttırıldığında, gaz moleküllerinin kinetik enerjisi artar ve gaz genleşerek hacmi ($V$) artar.
- Kütle ($m$) sabit kalırken hacim ($V$) arttığı için, $d = \frac{m}{V}$ formülüne göre özkütle ($d$) azalır.
- Bu ifade doğrudur.
- B) Basınç arttıkça özkütle artar
- Sabit sıcaklık ve gaz miktarı altında, bir gazın basıncı ($P$) arttırıldığında, gaz molekülleri daha küçük bir hacme sıkışır, yani hacmi ($V$) azalır.
- Kütle ($m$) sabit kalırken hacim ($V$) azaldığı için, $d = \frac{m}{V}$ formülüne göre özkütle ($d$) artar.
- Bu ifade doğrudur.
- C) Gaz miktarı arttıkça özkütle artar
- Eğer belirli bir hacme (örneğin, sabit bir kap içine) daha fazla gaz eklersek, gazın kütlesi ($m$) artar.
- Hacim ($V$) sabit kalırken kütle ($m$) arttığı için, $d = \frac{m}{V}$ formülüne göre özkütle ($d$) artar.
- Bu ifade doğrudur.
- D) Hacim arttıkça özkütle artar
- Eğer bir gazın kütlesi ($m$) sabitken hacmi ($V$) artırılırsa (örneğin, bir balonu şişirmek yerine, içindeki gazı daha büyük bir kaba aktarmak), $d = \frac{m}{V}$ formülüne göre özkütle ($d$) azalır. Çünkü pay (kütle) sabit kalırken payda (hacim) büyümektedir.
- Örneğin, 10 gram gazın 5 litre hacim kapladığını düşünelim ($d = 10/5 = 2$ g/L). Eğer aynı 10 gram gaz 10 litre hacim kaplarsa ($d = 10/10 = 1$ g/L), özkütle azalmış olur.
- Bu ifade yanlıştır. Hacim arttıkça özkütle azalır.
Yukarıdaki analizlere göre, yanlış olan ifade D seçeneğidir.
Cevap D seçeneğidir.
