Aynı sıcaklıkta ve basınçta bulunan farklı gazların eşit hacimleri için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Kütleleri aynıdır.
B) Yoğunlukları aynıdır.
C) Tanecik sayıları aynıdır.
D) Ortalama hızları aynıdır.
E) Molekül kütleleri aynıdır.
Bu soru, gazların temel özelliklerinden ve özellikle Avogadro Kanunu'ndan bahsetmektedir. Şimdi adım adım bu soruyu inceleyelim:
- Avogadro Kanunu'nu Hatırlayalım: Aynı sıcaklık ($T$) ve basınçta ($P$) bulunan farklı gazların eşit hacimleri ($V$) eşit sayıda tanecik (molekül veya atom) içerir. Yani, $V_1 = V_2$ ise, $n_1 = n_2$ olur. Burada $n$ mol sayısını temsil eder. Mol sayısı aynıysa, Avogadro sayısı ($N_A$) kadar tanecik içerdiğinden, tanecik sayıları da aynı olacaktır. Bu, gazların türünden bağımsız bir özelliktir.
- Şimdi seçenekleri tek tek değerlendirelim:
- A) Kütleleri aynıdır. Farklı gazların molekül kütleleri (mol kütleleri) farklıdır. Örneğin, aynı mol sayısında hidrojen ($H_2$) ve oksijen ($O_2$) gazlarının kütleleri farklı olacaktır ($H_2$'nin mol kütlesi yaklaşık 2 g/mol, $O_2$'nin ise yaklaşık 32 g/mol'dür). Avogadro Kanunu'na göre eşit hacimde eşit mol sayısı olsa bile, mol kütleleri farklı olduğu için kütleleri aynı olmak zorunda değildir. Bu ifade yanlıştır.
- B) Yoğunlukları aynıdır. Yoğunluk ($d$) kütle ($m$) bölü hacim ($V$) formülüyle bulunur ($d = m/V$). Eğer hacimler eşitse ancak kütleler farklıysa (A seçeneğinde açıkladığımız gibi), yoğunluklar da farklı olacaktır. Bu ifade yanlıştır.
- C) Tanecik sayıları aynıdır. İşte bu, Avogadro Kanunu'nun doğrudan bir sonucudur! Aynı sıcaklık ve basınçta, eşit hacimdeki tüm gazlar (türleri ne olursa olsun) eşit sayıda molekül veya atom içerir. Bu ifade kesinlikle doğrudur.
- D) Ortalama hızları aynıdır. Gaz moleküllerinin ortalama hızı, sıcaklığa ve molekül kütlesine bağlıdır. Sıcaklık aynı olsa bile, farklı gazların molekül kütleleri farklı olduğu için ortalama hızları da farklı olacaktır. Daha hafif moleküller (örneğin $H_2$) daha ağır moleküllere (örneğin $O_2$) göre daha hızlı hareket eder. Bu ifade yanlıştır.
- E) Molekül kütleleri aynıdır. Soruda "farklı gazların" denildiği için, bu gazların molekül kütlelerinin farklı olduğu zaten varsayılır. Eğer molekül kütleleri aynı olsaydı, aynı gaz olurlardı (ya da izotopları gibi çok benzer yapıda olurlardı). Bu ifade yanlıştır.
Bu analizler sonucunda, doğru cevabın C seçeneği olduğu açıkça görülmektedir.
Cevap C seçeneğidir.
