Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldığında atmosfer basıncı azalır. Buna göre Erzurum'da ($2000$ $m$) ve İzmir'de ($0$ $m$) kaynamakta olan saf sular için aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?
A) Erzurum'daki suyun kaynama sıcaklığı daha düşüktür.
B) İzmir'deki suyun buhar basıncı daha düşüktür.
C) Her iki şehirde de su $100$ $^\circ C$'de kaynar.
D) Erzurum'daki suyun buharlaşma hızı daha yavaştır.
E) İzmir'deki suyun moleküller arası çekim kuvveti daha fazladır.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, atmosfer basıncının kaynama sıcaklığı üzerindeki etkisini anlamamız gerekiyor. Gelin, adım adım bu konuyu inceleyelim:
- 1. Atmosfer Basıncı ve Yükseklik İlişkisi:
- Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça, üzerimizdeki hava tabakasının kalınlığı ve dolayısıyla ağırlığı azalır. Bu da atmosfer basıncının düşmesine neden olur.
- Soruda verilen bilgilere göre, Erzurum ($2000$ $m$) deniz seviyesinden yüksekte, İzmir ($0$ $m$) ise deniz seviyesindedir.
- Bu durumda, Erzurum'daki atmosfer basıncı, İzmir'deki atmosfer basıncından daha düşüktür.
- 2. Kaynama Noktası ve Atmosfer Basıncı İlişkisi:
- Bir sıvının kaynaması, sıvının buhar basıncının dış basınca (atmosfer basıncına) eşit olması durumunda gerçekleşir.
- Eğer dış basınç düşükse, sıvının buhar basıncının bu düşük değere ulaşması için daha az enerjiye (daha düşük sıcaklığa) ihtiyacı olur.
- Yani, atmosfer basıncı düştükçe, sıvının kaynama sıcaklığı da düşer. Tersine, atmosfer basıncı arttıkça kaynama sıcaklığı da artar.
- Deniz seviyesinde (İzmir'de) saf su $100$ $^\circ C$'de kaynar çünkü bu noktada buhar basıncı $1$ atmosfer basınca eşittir.
- 3. Erzurum ve İzmir İçin Karşılaştırma:
- Erzurum'da atmosfer basıncı daha düşük olduğu için, saf suyun buhar basıncının dış basınca eşit olması için daha düşük bir sıcaklığa ulaşması yeterli olacaktır. Dolayısıyla Erzurum'da su $100$ $^\circ C$'nin altında bir sıcaklıkta kaynar.
- İzmir'de ise deniz seviyesinde atmosfer basıncı daha yüksek olduğu için, su $100$ $^\circ C$'de kaynar.
- Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Erzurum'daki suyun kaynama sıcaklığı daha düşüktür.
- Yukarıdaki açıklamalarımıza göre, Erzurum'da atmosfer basıncı daha düşük olduğu için suyun kaynama sıcaklığı $100$ $^\circ C$'nin altında olacaktır. Bu ifade doğrudur.
- B) İzmir'deki suyun buhar basıncı daha düşüktür.
- Kaynama anında, sıvının buhar basıncı dış basınca eşittir. İzmir'de dış basınç (atmosfer basıncı) Erzurum'dan daha yüksek olduğu için, kaynama anındaki buhar basıncı da Erzurum'dan daha yüksek olacaktır. Bu ifade yanlıştır.
- C) Her iki şehirde de su $100$ $^\circ C$'de kaynar.
- Su sadece standart atmosfer basıncında ($1$ atm) $100$ $^\circ C$'de kaynar. Erzurum'da basınç daha düşük olduğu için $100$ $^\circ C$'nin altında kaynayacaktır. Bu ifade yanlıştır.
- D) Erzurum'daki suyun buharlaşma hızı daha yavaştır.
- Buharlaşma hızı sıcaklık, yüzey alanı, nem ve rüzgar gibi faktörlere bağlıdır. Kaynama sıcaklığının düşük olması, buharlaşma hızının yavaş olduğu anlamına gelmez. Hatta kaynama anında buharlaşma en hızlı halindedir. Bu ifade doğru değildir.
- E) İzmir'deki suyun moleküller arası çekim kuvveti daha fazladır.
- Moleküller arası çekim kuvvetleri, maddenin kimyasal yapısına ait bir özelliktir ve bulunduğu ortamın yüksekliği veya basıncı ile değişmez. Her iki şehirde de saf suyun moleküller arası çekim kuvveti aynıdır. Bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, doğru seçeneğin A olduğunu görüyoruz.
Cevap A seçeneğidir.
