Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için gazların temel özelliklerini ve sıcaklık ile basınç arasındaki ilişkiyi anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
- Gaz Moleküllerinin Hareketi: Bir gazın içindeki moleküller sürekli olarak rastgele hareket halindedir. Bu hareket, gazın sıcaklığıyla doğrudan ilişkilidir.
- Sıcaklık ve Kinetik Enerji İlişkisi: Bir gazın sıcaklığı, o gazı oluşturan moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Yani, sıcaklık ($T$) arttıkça moleküllerin ortalama hızı ve dolayısıyla kinetik enerjisi de artar.
- Moleküllerin Duvarlara Çarpması: Sabit hacimli bir kapta bulunan gaz molekülleri, hareketleri sırasında kabın iç duvarlarına çarparlar. Bu çarpışmalar, kabın duvarlarında bir kuvvet oluşturur. Birim alana düşen bu kuvvete basınç ($P$) denir.
- Sıcaklık Artışının Etkisi: Gazın sıcaklığı artırıldığında, moleküller daha hızlı hareket etmeye başlar. Bu durum, iki önemli sonuca yol açar: moleküller kabın duvarlarına hem daha sık çarparlar hem de her çarptıklarında daha büyük bir kuvvetle çarparlar.
- Basınç Değişimi: Hem çarpışma sıklığının hem de her bir çarpışmanın kuvvetinin artması, kabın duvarlarına uygulanan toplam kuvveti artırır. Kabın hacmi sabit olduğu için, duvarların yüzey alanı değişmez. Bu durumda, birim alana düşen kuvvet (basınç) artar.
- Fiziksel Kural: Bu ilişki, Gay-Lussac Yasası olarak da bilinir ve sabit hacimli bir gaz için basıncın ($P$) mutlak sıcaklıkla ($T$) doğru orantılı olduğunu ifade eder. Yani, $P \propto T$. Sıcaklık ($T$) artarsa, basınç ($P$) de artar.
Bu nedenle, sabit hacimli bir kapta bulunan bir gazın sıcaklığı artırılırsa, basıncı da artar.
Cevap B seçeneğidir.
