Gazları niteleyen özellikler (Basınç, Hacim, Sıcaklık, Miktar) Test 1

Kapalı bir kapta bulunan gazın basıncı, sıcaklık ve hacim değişkenlerine bağlı olarak $P = \frac{nRT}{V}$ şeklinde ifade edilir. Buna göre aşağıdaki durumların hangisinde gaz basıncı kesinlikle artar?

A) Hacim artar, sıcaklık azalır
B) Mol sayısı azalır, sıcaklık artar
C) Hacim azalır, sıcaklık değişmez
D) Mol sayısı ve hacim aynı oranda artar

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için ideal gaz denklemi olan $P = \frac{nRT}{V}$ formülünü dikkatlice incelememiz gerekiyor. Bu formülde:

• $P$: Gazın basıncıdır.
• $n$: Gazın mol sayısıdır.
• $R$: İdeal gaz sabitidir (değeri sabittir, değişmez).
• $T$: Gazın mutlak sıcaklığıdır (Kelvin cinsinden).
• $V$: Gazın hacmidir.

Şimdi her bir seçeneği ayrı ayrı değerlendirerek basıncın nasıl etkilendiğini görelim:

• A) Hacim artar, sıcaklık azalır

  Hacim ($V$) artarsa, basınç ($P$) ters orantılı olduğu için azalır ($P \downarrow$).

  Sıcaklık ($T$) azalırsa, basınç ($P$) doğru orantılı olduğu için azalır ($P \downarrow$).

  Her iki etki de basıncı azalttığı için, gaz basıncı kesinlikle azalır. Bu nedenle A seçeneği doğru değildir.

• B) Mol sayısı azalır, sıcaklık artar

  Mol sayısı ($n$) azalırsa, basınç ($P$) doğru orantılı olduğu için azalır ($P \downarrow$).

  Sıcaklık ($T$) artarsa, basınç ($P$) doğru orantılı olduğu için artar ($P \uparrow$).

  Bu durumda bir etki basıncı azaltırken, diğer etki basıncı artırır. Basıncın kesinlikle artacağını söyleyemeyiz; artış veya azalışın büyüklüğüne bağlıdır. Bu nedenle B seçeneği doğru değildir.

• C) Hacim azalır, sıcaklık değişmez

  Hacim ($V$) azalırsa, basınç ($P$) ters orantılı olduğu için kesinlikle artar ($P \uparrow$).

  Sıcaklık ($T$) değişmediği için, bu faktör basıncı etkilemez. (Mol sayısı $n$ ve $R$ de sabit kabul edilir.)

  Sadece hacmin azalması bile basıncı artırmak için yeterlidir ve sıcaklığın değişmemesi bu artışı engellemez. Bu nedenle C seçeneğinde gaz basıncı kesinlikle artar.

• D) Mol sayısı ve hacim aynı oranda artar

  Mol sayısı ($n$) artarsa, basınç ($P$) doğru orantılı olduğu için artar ($P \uparrow$).

  Hacim ($V$) artarsa, basınç ($P$) ters orantılı olduğu için azalır ($P \downarrow$).

  Eğer mol sayısı ve hacim aynı oranda artarsa (örneğin ikisi de iki katına çıkarsa), $\frac{n}{V}$ oranı sabit kalır. Formülde $P = (\frac{n}{V}) RT$ olduğu için, sıcaklık ($T$) de değişmediği varsayılırsa, basınç ($P$) değişmez. Bu nedenle D seçeneği doğru değildir.

Yukarıdaki analizlere göre, gaz basıncının kesinlikle arttığı durum C seçeneğidir.

Cevap C seçeneğidir.