Belirli bir sıcaklıkta sıkıştırılan bir gerçek gazın basıncı, ideal gaz basıncına göre daha düşük çıkıyorsa, bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisi olabilir?
A) Gaz molekülleri arasındaki itici kuvvetlerin hakim olması
B) Gaz molekülleri arasındaki çekici kuvvetlerin hakim olması
C) Gaz moleküllerinin kinetik enerjisinin yüksek olması
D) Gazın molar kütlesinin küçük olması
Merhaba arkadaşlar, bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevabı bulmaya çalışalım. Soru, gerçek bir gazın sıkıştırıldığında ideal gaz davranışından sapmasının nedenini soruyor.
- İdeal Gaz Davranışı: İdeal gazlar, molekülleri arasında herhangi bir etkileşim (çekme veya itme) olmadığı ve moleküllerinin hacminin gazın toplam hacmi yanında ihmal edilebilir olduğu varsayılan gazlardır. İdeal gaz denklemi $PV = nRT$ ile ifade edilir. Burada $P$ basıncı, $V$ hacmi, $n$ mol sayısını, $R$ ideal gaz sabitini ve $T$ sıcaklığı temsil eder.
- Gerçek Gazlar: Gerçek gazlar ise ideal gaz varsayımlarından sapar. Molekülleri arasında çekme ve itme kuvvetleri bulunur ve moleküllerinin hacmi ihmal edilemez. Bu nedenle, gerçek gazların basıncı ideal gaz denkleminden farklılık gösterir.
- Basıncın Düşük Olmasının Nedeni: Soru, gerçek gazın basıncının ideal gaz basıncından daha düşük olduğunu belirtiyor. Bu durumun nedeni, gaz molekülleri arasındaki çekici kuvvetlerdir. Çekici kuvvetler, moleküllerin birbirine yaklaşmasına neden olur ve bu da gazın hacmini azaltır. Hacim azalması, aynı sıcaklıkta ve mol sayısında basıncın düşmesine yol açar.
- Seçeneklerin İncelenmesi:
- A) Gaz molekülleri arasındaki itici kuvvetlerin hakim olması: İtici kuvvetler hakim olsaydı, moleküller birbirinden uzaklaşır ve basınç artardı. Bu nedenle bu seçenek doğru değil.
- B) Gaz molekülleri arasındaki çekici kuvvetlerin hakim olması: Çekici kuvvetler molekülleri birbirine yaklaştırır, hacmi azaltır ve basıncı düşürür. Bu seçenek doğru olabilir.
- C) Gaz moleküllerinin kinetik enerjisinin yüksek olması: Kinetik enerji sıcaklıkla doğru orantılıdır. Kinetik enerjinin yüksek olması, moleküllerin daha hızlı hareket etmesine ve basıncın artmasına neden olur. Bu nedenle bu seçenek doğru değil.
- D) Gazın molar kütlesinin küçük olması: Molar kütle, gazın basıncı üzerinde doğrudan bir etkiye sahip değildir. Basınç, moleküller arasındaki etkileşimler ve sıcaklıkla ilgilidir. Bu nedenle bu seçenek doğru değil.
Bu açıklamalar ışığında, doğru cevabın gaz molekülleri arasındaki çekici kuvvetlerin hakim olması olduğunu görüyoruz.
Cevap B seçeneğidir.
