Sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın sıcaklığı artırılırsa, aşağıdakilerden hangisi gözlemlenmez?
A) Gazın basıncı artar
B) Gazın moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi artar
C) Gazın yoğunluğu artar
D) Gazın moleküllerinin çarpışma sayısı artar
E) Gazın moleküllerinin hızı artar
Merhaba öğrenciler! Bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevabı bulalım. Soruda, sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın sıcaklığının artırılması durumunda neyin gözlemlenmeyeceği soruluyor. Şimdi seçenekleri tek tek değerlendirelim:
- A) Gazın basıncı artar: Gazın sıcaklığı arttırıldığında, gaz moleküllerinin hareket hızı artar. Bu da moleküllerin kabın duvarlarına daha sık ve daha şiddetli çarpmasına neden olur. Dolayısıyla gazın basıncı artar. Bu ifade doğrudur.
- B) Gazın moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi artar: Sıcaklık, moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Sıcaklık arttıkça, moleküllerin ortalama kinetik enerjisi de artar. Matematiksel olarak, ortalama kinetik enerji $KE = \frac{1}{2}mv^2$ şeklinde ifade edilir ve sıcaklıkla doğru orantılıdır. Bu ifade de doğrudur.
- C) Gazın yoğunluğu artar: Yoğunluk, birim hacimdeki kütle miktarıdır. Formülle ifade edersek, $\rho = \frac{m}{V}$ olur. Soruda kabın hacminin (V) sabit olduğu belirtilmiş. Ayrıca kaba herhangi bir madde eklenmediği veya çıkarılmadığı için kütle (m) de sabittir. Bu nedenle yoğunluk ($\rho$) değişmez, yani artmaz. Bu ifade yanlıştır.
- D) Gazın moleküllerinin çarpışma sayısı artar: Sıcaklık arttıkça moleküller daha hızlı hareket ederler. Bu da birim zamanda daha fazla sayıda çarpışma anlamına gelir. Hem kendi aralarında hem de kabın duvarlarıyla olan çarpışma sayısı artar. Bu ifade doğrudur.
- E) Gazın moleküllerinin hızı artar: Sıcaklık arttıkça gaz moleküllerinin ortalama hızı artar. Çünkü sıcaklık, moleküllerin kinetik enerjisiyle doğru orantılıdır ve kinetik enerji de hızın karesiyle orantılıdır ($KE \propto v^2$). Bu ifade de doğrudur.
Gördüğümüz gibi, sıcaklık artışı yoğunluğu etkilemez çünkü kütle ve hacim sabittir. Diğer tüm seçenekler sıcaklık artışıyla doğrudan ilişkilidir.
Cevap C seçeneğidir.
