Karbon dioksit için üçlü nokta -56,6°C ve 5,11 atm'dir. Normal atmosfer basıncında (1 atm) karbon dioksit ısıtıldığında aşağıdaki durumlardan hangisi gözlenir?
A) Katı halden doğrudan gaz haline geçer (süblimleşme)
B) Önce sıvı hale, sonra gaz haline geçer
C) Üçlü noktada katı, sıvı ve gaz dengesi kurulur
D) Sadece sıvı halde bulunur
Sevgili öğrenciler,
Bu soruyu çözmek için karbon dioksitin (CO2) faz diyagramını ve üçlü nokta kavramını anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:
- Üçlü Nokta Nedir?
- Bir maddenin üçlü noktası, katı, sıvı ve gaz hallerinin aynı anda dengede bulunduğu belirli bir sıcaklık ve basınç değeridir. Karbon dioksit için bu nokta $ -56,6^\circ C $ sıcaklık ve $ 5,11 $ atm basınçtır. Bu, $ -56,6^\circ C $ ve $ 5,11 $ atm'de CO2'nin hem katı, hem sıvı hem de gaz olarak bir arada bulunabileceği anlamına gelir.
- Normal Atmosfer Basıncı ile Karşılaştırma:
- Soru, karbon dioksitin normal atmosfer basıncında ($ 1 $ atm) ısıtıldığında ne olacağını soruyor. Karbon dioksitin üçlü nokta basıncı $ 5,11 $ atm iken, normal atmosfer basıncı $ 1 $ atm'dir. Gördüğünüz gibi, $ 1 $ atm, üçlü nokta basıncından ($ 5,11 $ atm) daha düşüktür.
- Faz Diyagramı ve Basıncın Etkisi:
- Bir maddenin faz diyagramında, üçlü noktanın altında kalan basınçlarda (yani üçlü nokta basıncından daha düşük basınçlarda), madde katı halden doğrudan gaz haline geçer. Bu durum, sıvının oluşması için gerekli basınç ve sıcaklık koşullarının sağlanamadığı anlamına gelir. CO2 için $ 1 $ atm basınç, üçlü nokta basıncının altında kaldığı için, sıvı CO2 bu basınçta oluşamaz.
- Gözlemlenecek Durum:
- Bu durumda, normal atmosfer basıncında ($ 1 $ atm) katı karbon dioksit (kuru buz) ısıtıldığında, sıvı hale geçmeden doğrudan gaz haline dönüşecektir. Bu olaya süblimleşme denir. Günlük hayatta kuru buzun (katı CO2) erimeden doğrudan buharlaştığını görmemizin nedeni de budur.
Bu bilgiler ışığında, doğru seçeneğin A olduğunu görüyoruz.
Cevap A seçeneğidir.
