Karbon dioksit gazının kritik sıcaklığı 31°C'dir. Buna göre, 35°C sıcaklıkta karbon dioksit gazı ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Basınç uygulanarak kolayca sıvılaştırılabilir
B) Hiçbir şekilde sıvı hale getirilemez
C) Sadece çok yüksek basınçlarda sıvılaştırılabilir
D) Basınç uygulayarak sıvılaştırılamaz
Merhaba sevgili öğrenciler,
Bu soruyu çözmek için "kritik sıcaklık" kavramını iyi anlamamız gerekiyor. Hadi adım adım ilerleyelim:
- Adım 1: Kritik Sıcaklık Nedir?
Kritik sıcaklık, bir gazın basınç uygulanarak sıvılaştırılabileceği en yüksek sıcaklıktır. Yani, bir gazın sıcaklığı kritik sıcaklığının üzerine çıktığında, o gaza ne kadar yüksek basınç uygularsanız uygulayın, gazı sıvı hale getiremezsiniz. Bu sıcaklığın üzerindeki maddeye "süperkritik akışkan" denir.
- Adım 2: Sorudaki Bilgileri Değerlendirelim.
- Karbon dioksit ($CO_2$) gazının kritik sıcaklığı $31^\circ C$'dir.
- Bize sorulan durumdaki sıcaklık ise $35^\circ C$'dir.
- Adım 3: Kritik Sıcaklık ile Verilen Sıcaklığı Karşılaştıralım.
Gördüğümüz gibi, $35^\circ C$ sıcaklığı, karbon dioksitin kritik sıcaklığı olan $31^\circ C$'den daha yüksektir ($35^\circ C > 31^\circ C$).
- Adım 4: Sonucu Yorumlayalım.
Kritik sıcaklığın tanımına göre, bir gaz kritik sıcaklığının üzerindeyken basınçla sıvılaştırılamaz. Karbon dioksit $35^\circ C$'de olduğu için, bu sıcaklıkta ne kadar basınç uygulanırsa uygulansın, karbon dioksit sıvı hale getirilemez.
- Adım 5: Seçenekleri İnceleyelim.
- A) Basınç uygulanarak kolayca sıvılaştırılabilir: Yanlış. Kritik sıcaklığın üzerindeyiz.
- B) Hiçbir şekilde sıvı hale getirilemez: Bu ifade, sorunun bağlamında (yani basınçla sıvılaştırma) doğru olsa da, D seçeneği kritik sıcaklık tanımına daha doğrudan ve spesifik bir şekilde atıfta bulunur.
- C) Sadece çok yüksek basınçlarda sıvılaştırılabilir: Yanlış. Basınç ne kadar yüksek olursa olsun, kritik sıcaklığın üzerinde sıvılaşma olmaz.
- D) Basınç uygulayarak sıvılaştırılamaz: Doğru. Bu, kritik sıcaklık tanımının doğrudan bir sonucudur. $35^\circ C$'de karbon dioksit, süperkritik akışkan fazındadır ve basınçla sıvılaştırılamaz.
Cevap D seçeneğidir.
