Deniz seviyesinde nefes alan bir dalgıç, $10 \text{ m}$ derinliğe indiğinde ortam basıncının yaklaşık $2 \text{ atm}$ olduğunu fark eder. Dalgıç, bu derinlikte hava tüpünden nefes aldığında, akciğerlerindeki gaz karışımıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlış olur? (Hava, yaklaşık %21 oksijen ve %78 azottan oluşur.)
A) Akciğerlerdeki toplam gaz basıncı artar.
B) Akciğerlerdeki oksijenin kısmi basıncı artar.
C) Akciğerlerdeki azotun kısmi basıncı artar.
D) Akciğerlerdeki gaz moleküllerinin sayısı artar.
E) Akciğerlerdeki gazların hacmi, deniz seviyesine göre azalır.
Merhaba öğrenciler, bu soruyu adım adım ve anlaşılır bir şekilde çözelim:
Öncelikle soruyu anlamak çok önemli. Dalgıç deniz seviyesinden 10 metre derinliğe indiğinde basıncın 2 atmosfer (atm) olduğunu biliyoruz. Bu durum akciğerlerindeki gaz karışımını nasıl etkiliyor, ona bakacağız.
- A) Akciğerlerdeki toplam gaz basıncı artar: Dalgıç derinlere indikçe üzerindeki suyun basıncı artar. Bu artan basınç, akciğerlerindeki gazların basıncını da artırır. Yani bu ifade doğru.
- B) Akciğerlerdeki oksijenin kısmi basıncı artar: Toplam basınç arttığı için, havanın içindeki her bir gazın (oksijen, azot vb.) kısmi basıncı da artar. Oksijenin havadaki oranı değişmese bile, toplam basınç arttığından oksijenin kısmi basıncı da artacaktır. Bu ifade de doğru.
- C) Akciğerlerdeki azotun kısmi basıncı artar: Aynı mantıkla, toplam basınç arttığı için azotun kısmi basıncı da artar. Bu ifade de doğru.
- D) Akciğerlerdeki gaz moleküllerinin sayısı artar: Dalgıç, 2 atm basınçta hava tüpünden nefes aldığında, deniz seviyesine göre akciğerlerine daha fazla gaz molekülü dolar. Çünkü basınç arttıkça, aynı hacimde daha fazla molekül bulunur. Bu ifade de doğru.
- E) Akciğerlerdeki gazların hacmi, deniz seviyesine göre azalır: Basınç arttıkça hacim azalır. Bu Boyle yasası'nın bir sonucudur. Dalgıç 10 metre derinlikte 2 atm basınca maruz kaldığı için, akciğerlerindeki gazların hacmi deniz seviyesine göre azalır. Ancak soruda "azalır" dediği için ve biz yanlış olanı aradığımız için bu ifade hatalıdır. Çünkü dalgıç nefes alarak bu hacmi korumaya çalışır. Eğer nefes almazsa akciğerleri sıkışır ve hacmi azalır. Soruda nefes aldığı belirtildiği için hacim azalmaz.
Bu nedenle, yanlış olan ifade E seçeneğidir.
Cevap E seçeneğidir.
