📄 10. Sınıf Kimya: Basınç Sıcaklık İlişkisi Charles Yasası Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Charles Yasası'na göre, sabit basınç ve sabit mol sayısında (madde miktarı) ideal bir gazın hacmi, mutlak sıcaklığı ile doğru orantılıdır. Yani sıcaklık artırıldığında gazın hacmi artar, sıcaklık azaltıldığında ise hacmi azalır. Matematiksel olarak \(V_1/T_1 = V_2/T_2\) şeklinde ifade edilir. Bu yasanın geçerli olabilmesi için gazın basıncı ve mol sayısı (madde miktarı) sabit tutulmalıdır. Ayrıca sıcaklık birimi olarak Kelvin (mutlak sıcaklık) kullanılmalıdır.

💡 Çözüm Adımları:

Verilenler:
\(V_1 = 2\,L\)
\(T_1 = 0\,^{\circ}\text{C} = 0 + 273 = 273\,K\)
\(V_2 = 3\,L\)
İstenen: \(T_2\) (\(^{\circ}\text{C}\) cinsinden)

Charles Yasası'na göre \(V_1/T_1 = V_2/T_2\) formülü kullanılır.
\(2\,L / 273\,K = 3\,L / T_2\)
\(2 \times T_2 = 3 \times 273\)
\(2 \times T_2 = 819\)
\(T_2 = 819 / 2\)
\(T_2 = 409.5\,K\)

Sıcaklığın \(^{\circ}\text{C}\) cinsinden değeri istenildiği için Kelvin'den Celsius'a çevrilmelidir:
\(T_2 (^{\circ}\text{C}) = T_2 (K) - 273\)
\(T_2 (^{\circ}\text{C}) = 409.5 - 273\)
\(T_2 (^{\circ}\text{C}) = 136.5\,^{\circ}\text{C}\)

Bu durumda gazın hacminin \(3\) L olabilmesi için sıcaklığı \(136.5\,^{\circ}\text{C}\) olmalıdır.

💡 Çözüm Adımları:

Charles Yasası'nda hacim-sıcaklık ilişkisi iki farklı grafikle gösterilebilir: V-T (mutlak sıcaklık, Kelvin) ve V-t (Celsius sıcaklığı).

1. V-T (Kelvin) Grafiği:
Bu grafikte hacim (V) dikey eksende, mutlak sıcaklık (T) yatay eksende yer alır. Charles Yasası'na göre V ile T doğru orantılı olduğu için, grafik orjinden başlayan (\(0\,K\) ve \(0\,L\) teorik olarak) ve pozitif eğimli düz bir doğru şeklinde olur. Bu grafik, mutlak sıfır noktasından itibaren gazın hacminin sıcaklıkla düzenli bir şekilde arttığını gösterir.

2. V-t (Celsius) Grafiği:
Bu grafikte hacim (V) dikey eksende, Celsius sıcaklığı (t) yatay eksende yer alır. Kelvin ve Celsius arasında \(T = t + 273\) ilişkisi olduğu için, bu grafik de düz bir doğru şeklindedir ancak orjinden geçmez. Grafik, sıcaklık eksenini \(-273.15\,^{\circ}\text{C}\) (yaklaşık olarak \(-273\,^{\circ}\text{C}\)) noktasında keser ve bu noktada gazın hacminin teorik olarak sıfır olduğunu gösterir. Hacim eksenini ise \(0\,^{\circ}\text{C}\) noktasındaki belirli bir hacim değerinde keser. Bu grafik de pozitif eğimli düz bir doğrudur.

Temel fark, V-T grafiğinin orjinden başlaması ve doğrudan orantıyı göstermesi, V-t grafiğinin ise \(-273\,^{\circ}\text{C}\) noktasından başlamasıdır. Her ikisi de doğru orantılı bir ilişkiyi temsil eder ancak başlangıç noktaları farklıdır.