Sabit sıcaklıkta bir gazın hacmi 4 litre iken basıncı 2 atm'dir. Bu gazın hacmi 2 litreye indirildiğinde basıncı kaç atm olur?
A) 1Sevgili öğrenciler, bu soru sabit sıcaklıkta bir gazın basıncı ve hacmi arasındaki ilişkiyi inceliyor. Bu ilişki, Boyle Yasası olarak bilinir. Boyle Yasası'na göre, sabit sıcaklıkta belirli bir miktar gazın basıncı ile hacmi ters orantılıdır. Yani, hacim azalırsa basınç artar, hacim artarsa basınç azalır.
Şimdi soruyu adım adım çözelim:
Boyle Yasası'nın matematiksel ifadesi şöyledir: $P_1 V_1 = P_2 V_2$. Bu formül, başlangıçtaki basınç ve hacmin çarpımının, son durumdaki basınç ve hacmin çarpımına eşit olduğunu söyler.
Şimdi verilen değerleri formüle yerleştirelim:
$(2 \text{ atm}) \times (4 \text{ litre}) = P_2 \times (2 \text{ litre})$
Denklemin sol tarafını hesaplayalım:
$8 \text{ atm} \cdot \text{litre} = P_2 \times (2 \text{ litre})$
$P_2$'yi yalnız bırakmak için her iki tarafı $2 \text{ litre}$'ye bölelim:
$P_2 = \frac{8 \text{ atm} \cdot \text{litre}}{2 \text{ litre}}$
$P_2 = 4 \text{ atm}$
Gördüğümüz gibi, gazın hacmi $4$ litreden $2$ litreye (yarıya) indirildiğinde, basıncı $2$ atm'den $4$ atm'ye (iki katına) çıkmıştır. Bu durum, Boyle Yasası'nın öngördüğü gibi, hacim ile basıncın ters orantılı olduğunu doğrulamaktadır.
Cevap C seçeneğidir.