Sevgili öğrenciler, bu soru gazların temel davranışlarını açıklayan yasaları anlamamızı istiyor. Gelin, soruyu adım adım inceleyelim:
-
Sorudaki Gözlemi Anlayalım: Deneyde "sabit sıcaklıkta gazın hacmi ile basıncının çarpımının sabit kaldığı" belirtiliyor. Bu ifade, matematiksel olarak $P \times V = \text{sabit}$ (sabit bir değer) şeklinde özetlenebilir. Burada $P$ gazın basıncını, $V$ ise gazın hacmini temsil eder. En önemli koşul ise sıcaklığın ($T$) sabit tutulmasıdır.
-
Gaz Yasalarını Hatırlayalım: Şimdi seçeneklerde verilen gaz yasalarını ve bunların hangi koşullarda hangi ilişkileri açıkladığını gözden geçirelim:
-
A) Boyle Yasası: Sabit sıcaklıkta ($T$) ve sabit mol sayısında ($n$), bir gazın hacmi ($V$) ile basıncı ($P$) ters orantılıdır. Yani, basınç arttıkça hacim azalır ve tersi de geçerlidir. Bu ilişki $P_1 V_1 = P_2 V_2 = \text{sabit}$ veya $P \propto \frac{1}{V}$ şeklinde ifade edilir. Sorudaki gözlem, tam olarak bu yasayı tanımlamaktadır.
-
B) Charles Yasası: Sabit basınçta ($P$) ve sabit mol sayısında ($n$), bir gazın hacmi ($V$) mutlak sıcaklığı ($T$) ile doğru orantılıdır. Yani, sıcaklık arttıkça hacim de artar. Bu ilişki $\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} = \text{sabit}$ veya $V \propto T$ şeklinde ifade edilir. Bu yasa, sorudaki gözlemle uyuşmamaktadır.
-
C) Gay-Lussac Yasası: Sabit hacimde ($V$) ve sabit mol sayısında ($n$), bir gazın basıncı ($P$) mutlak sıcaklığı ($T$) ile doğru orantılıdır. Yani, sıcaklık arttıkça basınç da artar. Bu ilişki $\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} = \text{sabit}$ veya $P \propto T$ şeklinde ifade edilir. Bu yasa da sorudaki gözlemle farklı bir ilişkiyi açıklar.
-
D) Avogadro Yasası: Sabit sıcaklıkta ($T$) ve sabit basınçta ($P$), bir gazın hacmi ($V$) mol sayısı ($n$) ile doğru orantılıdır. Yani, gaz miktarı arttıkça hacim de artar. Bu ilişki $\frac{V_1}{n_1} = \frac{V_2}{n_2} = \text{sabit}$ veya $V \propto n$ şeklinde ifade edilir. Bu yasa da sorudaki gözlemle ilgili değildir.
-
Gözlem ile Yasaları Karşılaştıralım: Soruda verilen "sabit sıcaklıkta gazın hacmi ile basıncının çarpımının sabit kaldığı" gözlemi, doğrudan Boyle Yasası'nın tanımı ve matematiksel ifadesi olan $P \times V = \text{sabit}$ ile birebir örtüşmektedir. Diğer yasalar farklı değişkenler arasındaki ilişkileri ve farklı sabit koşulları ele almaktadır.
Bu nedenle, verilen gözlemi en doğru şekilde açıklayan gaz yasası Boyle Yasası'dır.
Cevap A seçeneğidir.
