🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Fizik
💡 10. Sınıf Fizik: Gaz basıncı Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Fizik: Gaz basıncı Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Torricelli Deneyi ile ilgili olarak;
I. Deniz seviyesinde ve \( 0^\circ \)C sıcaklıkta yapılırsa cıva yüksekliği \( 76 \) cm ölçülür.
II. Borunun kesit alanı (kalınlığı) artırılırsa cıva yüksekliği azalır.
III. Deney daha yüksek bir konumda (dağda) yapılırsa cıva yüksekliği azalır.
Yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?
I. Deniz seviyesinde ve \( 0^\circ \)C sıcaklıkta yapılırsa cıva yüksekliği \( 76 \) cm ölçülür.
II. Borunun kesit alanı (kalınlığı) artırılırsa cıva yüksekliği azalır.
III. Deney daha yüksek bir konumda (dağda) yapılırsa cıva yüksekliği azalır.
Yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?
Çözüm:
Torricelli deneyinde açık hava basıncının sıvı yüksekliği ile dengelenmesi incelenir.
- I. İfade: Doğrudur. Deniz seviyesinde standart atmosfer basıncı \( 76 \) cmHg olarak kabul edilir.
- II. İfade: Yanlıştır. Borudaki sıvı yüksekliği borunun şekline, eğimine veya kesit alanına bağlı değildir.
- III. İfade: Doğrudur. Yükseklere çıkıldığında üzerimizdeki hava tabakası azaldığı için açık hava basıncı (\( P_0 \)) azalır, bu da cıva yüksekliğinin düşmesine neden olur.
Örnek 2:
Kapalı bir kapta bulunan gazın basıncı \( P \), hacmi ise \( V \) kadardır. Sıcaklık sabit tutularak kabın hacmi \( 3 \times V \) seviyesine çıkarılırsa, gazın son basıncı kaç \( P \) olur?
Çözüm:
Kapalı kaplardaki gazlar için Boyle Yasası uygulanır. Sıcaklık sabitken basınç ve hacim ters orantılıdır.
- Başlangıç durumu: \( P_1 = P \) ve \( V_1 = V \)
- Son durum: \( P_2 = x \) ve \( V_2 = 3 \times V \)
- Bağıntı: \[ P_1 \times V_1 = P_2 \times V_2 \]
- Yerine koyalım: \[ P \times V = x \times 3 \times V \]
- Sadeleştirme yapıldığında: \[ x = \frac{P}{3} \]
Örnek 3:
Açık hava basıncının \( P_0 = 75 \) cmHg olduğu bir ortamda, bir ucu açık manometreye bağlı gazın cıva seviyeleri arasındaki fark \( 15 \) cm olarak ölçülüyor. Gazın bulunduğu koldaki cıva seviyesi, açık uca göre daha aşağıda olduğuna göre gazın basıncı \( P_g \) kaç cmHg'dir?
Çözüm:
Manometre sorularında denge prensibi kullanılır.
- Gazın olduğu koldaki sıvı seviyesi daha aşağıda ise, gazın basıncı dış basınçtan daha büyüktür.
- Denklem: \[ P_g = P_0 + h \]
- Verilenleri yerine yazalım: \( P_0 = 75 \) cmHg ve \( h = 15 \) cm.
- Hesaplama: \[ P_g = 75 + 15 \]
- Sonuç: \[ P_g = 90 \text{ cmHg} \]
Örnek 4:
Bir pipet yardımıyla meyve suyu içerken sıvının pipet içinde yükselmesini sağlayan fiziksel ilke nedir? Kısaca açıklayınız. 🥤
Çözüm:
Pipetle içecek içmek tamamen basınç farkı ile ilgilidir:
- Adım 1: Pipetin içindeki havayı ciğerlerimize çektiğimizde, pipet içindeki gaz basıncını düşürmüş oluruz.
- Adım 2: Bardağın yüzeyine etki eden bir açık hava basıncı (\( P_0 \)) vardır.
- Adım 3: Pipet içindeki basınç, dışarıdaki atmosfer basıncından küçük hale geldiği için, dış basınç sıvıyı pipetin içine doğru iter.
Örnek 5:
Esnek bir çocuk balonu deniz seviyesinden serbest bırakılıyor. Balon gökyüzüne doğru yükselirken hacmi nasıl değişir? Bu durumun nedenini basınç kavramıyla açıklayınız. 🎈
Çözüm:
Esnek balonlarda iç basınç her zaman dış basınca eşittir (\( P_{ic} = P_{dis} \)).
- Gözlem: Balon yükseldikçe üzerindeki açık hava basıncı (\( P_0 \)) azalır.
- Etki: Dış basınç azaldığı için, balonun içindeki gazın basıncının da azalması gerekir.
- Sonuç: Gaz basıncının azalması için balonun hacmi artar (genleşir).
Örnek 6:
Vantuzlu askıların pürüzsüz bir yüzeye (fayans, cam vb.) sıkıca yapışıp orada kalmasını sağlayan temel kuvvet nedir? 🛠️
Çözüm:
Vantuzların çalışma prensibi gaz basıncı farkına dayanır:
- Vantuzu yüzeye bastırdığımızda, vantuz ile yüzey arasındaki hava dışarı atılır.
- İçeride hava kalmadığı için iç basınç neredeyse sıfıra iner.
- Vantuzun dış yüzeyine etki eden devasa açık hava basıncı, vantuzu yüzeye doğru şiddetle bastırır.
- Yüzey pürüzsüz olduğu sürece içeri hava sızmaz ve vantuz düşmez.
Örnek 7:
Düşey kesiti verilen bir kapta, piston üzerinde \( G \) ağırlıklı bir cisim varken gazın basıncı \( P \) kadardır. Pistonun ağırlığı ve sürtünmeler önemsizdir. Pistonun üzerine özdeş bir \( G \) ağırlığı daha konulursa;
I. Gazın basıncı \( 2 \times P \) olur.
II. Gazın hacmi yarıya iner.
III. Birim hacimdeki molekül sayısı artar.
ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur? (Sıcaklık sabittir.)
I. Gazın basıncı \( 2 \times P \) olur.
II. Gazın hacmi yarıya iner.
III. Birim hacimdeki molekül sayısı artar.
ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur? (Sıcaklık sabittir.)
Çözüm:
Pistonlu kaplarda dengeyi yazalım:
- Analiz: Pistonun üzerindeki toplam basınç, açık hava basıncı (\( P_0 \)) ve ağırlıktan gelen basıncın (\( P_G \)) toplamıdır.
- İlk durum: \[ P = P_0 + P_G \]
- İkinci durum: \[ P_{son} = P_0 + 2 \times P_G \]
- I. Yorum: \( P_{son} \) değeri \( 2 \times P \) olmaz çünkü \( P_0 \) değeri sabit kalmıştır. (Yanlış)
- II. Yorum: Basınç tam olarak iki katına çıkmadığı için hacim de tam olarak yarıya inmez. (Yanlış)
- III. Yorum: Piston aşağı indiği için gaz daha küçük bir hacme sıkışır. Bu nedenle birim hacimdeki molekül sayısı kesinlikle artar. (Doğru)
Örnek 8:
İdeal bir şırınganın ucu parmakla kapatılıp piston içeri doğru itiliyor. Bu işlem sırasında şırınga içindeki gazın;
a) Basıncı nasıl değişir?
b) Özkütlesi nasıl değişir?
a) Basıncı nasıl değişir?
b) Özkütlesi nasıl değişir?
Çözüm:
Şırınga içindeki gaz miktarının sabit olduğu (madde girişi-çıkışı yok) varsayılır.
- a) Basınç: Piston itildiğinde gazın hacmi (\( V \)) azalır. Sabit sıcaklıkta hacim azaldığı için gaz basıncı (\( P \)) artar.
- b) Özkütle: Özkütle formülü \( d = \frac{m}{V} \) şeklindedir. Kütle (\( m \)) sabit kalırken, hacim (\( V \)) azaldığı için gazın özkütlesi artar.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-gaz-basinci/sorular