Basıncı etkileyen faktörler nelerdir Test 1

Bir bilim insanı laboratuvarda kapalı bir kaptaki gazın basıncını ölçmüş ve $P_1$ değerini bulmuştur. Daha sonra kabı ısıttığında basıncın $P_2$ olduğunu gözlemlemiştir.
Bu değişim aşağıdaki fizik yasalarından hangisiyle açıklanır?

A) Pascal Prensibi
B) Boyle Yasası
C) Charles Yasası
D) Arşimet Prensibi

Bu soruyu adım adım inceleyelim ve doğru cevabı bulalım:

• Soruyu Anlayalım: Bir bilim insanı, kapalı bir kaptaki gazın basıncını ölçüyor. "Kapalı bir kap" ifadesi, gazın miktarının (mol sayısının) ve kabın hacminin sabit olduğu anlamına gelir. Daha sonra kabı ısıtıyor, yani gazın sıcaklığını artırıyor. Bu durumda gazın basıncının değiştiğini gözlemliyor. Bizden istenen, bu değişimi açıklayan fizik yasasını bulmak.
• Sabit ve Değişen Değişkenler:
  • Sabit: Gazın hacmi ($V$) ve gazın miktarı ($n$).
  • Değişen: Gazın sıcaklığı ($T$) artıyor, gazın basıncı ($P$) değişiyor (artıyor).
  Yani, sabit hacimli bir kapta, gazın sıcaklığı ile basıncı arasındaki ilişkiyi arıyoruz.
• İlgili Gaz Yasalarını Hatırlayalım:
  • A) Pascal Prensibi: Sıvıların basıncı her yöne eşit iletmesiyle ilgilidir. Gazın sıcaklığı ve basıncı arasındaki ilişkiyi açıklamaz.
  • B) Boyle Yasası: Sabit sıcaklıkta ve sabit miktardaki bir gazın basıncı ile hacmi ters orantılıdır ($P_1V_1 = P_2V_2$). Soruda sıcaklık değiştiği için bu yasa uygun değildir.
  • C) Charles Yasası: Genellikle sabit basınçta bir gazın hacmi ile mutlak sıcaklığı arasındaki doğru orantıyı ($V_1/T_1 = V_2/T_2$) ifade eder. Ancak, Charles Yasası'nın bir uzantısı veya yakından ilişkili olan Gay-Lussac Yasası (Basınç-Sıcaklık Yasası) da vardır. Gay-Lussac Yasası, sabit hacimde ve sabit miktardaki bir gazın basıncının mutlak sıcaklığı ile doğru orantılı olduğunu belirtir ($P_1/T_1 = P_2/T_2$). Yani, sıcaklık arttıkça basınç da artar. Sorudaki durum (sabit hacimde sıcaklık artışı ve basınç artışı) tam olarak Gay-Lussac Yasası ile açıklanır. Seçeneklerde Gay-Lussac Yasası doğrudan verilmediği için, gazların sıcaklık ile hacim veya basınç arasındaki ilişkisini genel olarak açıklayan Charles Yasası, bu bağlamda en uygun cevaptır. Çünkü her iki yasa da ideal gaz yasasının ($PV=nRT$) özel durumlarıdır ve sıcaklığın gaz özelliklerini nasıl etkilediğini gösterir.
  • D) Arşimet Prensibi: Sıvı veya gaz içindeki bir cisme etki eden kaldırma kuvvetiyle ilgilidir. Gazın sıcaklığı ve basıncı arasındaki ilişkiyi açıklamaz.
• Sonuç: Kapalı bir kaptaki (sabit hacimli) gazın ısıtılmasıyla (sıcaklık artışı) basıncının artması, gazın basıncı ile mutlak sıcaklığı arasındaki doğru orantıyı gösterir. Bu ilişki Gay-Lussac Yasası ile açıklanır. Seçenekler arasında Gay-Lussac Yasası bulunmadığı için, sıcaklığın gaz özelliklerini etkilemesini açıklayan Charles Yasası (veya onun genişletilmiş yorumu) doğru cevaptır.

Cevap C seçeneğidir.