💡 10. Sınıf Kimya: Gazların farklı ortamlarda yapılmasına ilişkin deney Çözümlü Örnekler

Kaynama noktası, bir sıvının buhar basıncının dış basınca eşit olduğu sıcaklıktır.

• Saf suya bir çözünen madde (tuz gibi) eklendiğinde, bu madde su moleküllerinin buharlaşmasını zorlaştırır.
• Bu durum, suyun buhar basıncının düşmesine neden olur.
• Buhar basıncının dış basınca eşit olabilmesi için daha yüksek bir sıcaklığa ihtiyaç duyulur.

Sonuç olarak, tuzlu suyun kaynama noktası saf suyun kaynama noktasından daha yüksektir. Bu olaya kaynama noktası yükselmesi denir.

Bu soruyu çözmek için Gay-Lussac Yasası'nı kullanacağız. Bu yasa, sabit hacimde bir gazın basıncının mutlak sıcaklığı ile doğru orantılı olduğunu belirtir.

• Öncelikle Celsius (°C) cinsinden verilen sıcaklıkları Kelvin (K) cinsine çevirmeliyiz: \( T_1 = 27 + 273 = 300 \, K \) ve \( T_2 = 227 + 273 = 500 \, K \).
• Gay-Lussac Yasası'na göre \( \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \) formülü geçerlidir.
• Verilenler yerine konulursa: \( \frac{P}{300 \, K} = \frac{P_2}{500 \, K} \).
• Buradan \( P_2 \) 'yi çekelim: \( P_2 = P \times \frac{500 \, K}{300 \, K} \).
• Sadeleştirme yapıldığında: \( P_2 = P \times \frac{5}{3} \).

Dolayısıyla, gazın yeni basıncı \( \frac{5}{3} P \) olur. 👉 Bu, sıcaklık arttıkça gaz moleküllerinin daha hızlı hareket ettiğini ve kap çeperlerine daha sık çarparak basıncı artırdığını gösterir.

Tencerenin kapağını kapatmak, bir kapalı sistem oluşturur. Bu durum, gazların davranışları ile ilgilidir.

• Tencerenin içindeki su buharlaşır ve buhar, tencerenin üst kısmında birikir.
• Kapak, bu su buharının dışarı çıkmasını engeller. Böylece tencerenin içindeki basınç artar.
• Basıncın artması, suyun kaynama noktasının yükselmesine neden olur.
• Daha yüksek bir sıcaklıkta kaynayan su, yemeğin daha hızlı ve verimli pişmesini sağlar.

Bu prensip, düdüklü tencerede de kullanılır ve pişirme süresini önemli ölçüde kısaltır. ✅

Bu soruyu çözmek için Charles Yasası'nı kullanacağız. Bu yasa, sabit basınç altında bir gazın hacminin mutlak sıcaklığı ile doğru orantılı olduğunu belirtir.

• Öncelikle Celsius (°C) cinsinden verilen sıcaklığı Kelvin (K) cinsine çevirmeliyiz: \( T_2 = -73 + 273 = 200 \, K \).
• Charles Yasası'na göre \( \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2} \) formülü geçerlidir.
• Verilenler yerine konulursa: \( \frac{2 \, L}{T_1} = \frac{1 \, L}{200 \, K} \).
• Buradan \( T_1 \) 'i çekelim: \( T_1 = \frac{2 \, L \times 200 \, K}{1 \, L} \).
• Hesaplama sonucunda \( T_1 = 400 \, K \) bulunur.
• Son olarak, Kelvin cinsinden bulduğumuz sıcaklığı Celsius'a çevirelim: \( T_1 (°C) = 400 - 273 = 127^\circ C \).

Dolayısıyla, balonun ilk sıcaklığı \( 127^\circ C \) idi. 👉 Hacim yarıya indiğinde, mutlak sıcaklığın da yarıya indiğini görebiliriz.

Bu problemde Gay-Lussac Yasası'nı uygulayacağız. Sabit hacimde gazın basıncı, mutlak sıcaklığı ile doğru orantılıdır.

• Verilen ilk sıcaklık \( T_1 = 300 \, K \) ve ilk basınç \( P_1 = 3 \, atm \).
• Verilen son sıcaklık \( T_2 = 600 \, K \).
• Gay-Lussac Yasası formülü: \( \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \).
• Değerleri formüle yerleştirelim: \( \frac{3 \, atm}{300 \, K} = \frac{P_2}{600 \, K} \).
• \( P_2 \) 'yi hesaplamak için denklemi çözeriz: \( P_2 = \frac{3 \, atm \times 600 \, K}{300 \, K} \).
• Sadeleştirme yapıldığında: \( P_2 = 3 \, atm \times 2 \).

Sonuç olarak, gazın yeni basıncı \( 6 \, atm \) olur. 💡 Sıcaklık iki katına çıktığında, basınç da iki katına çıkar.

Bu durum, gazların sıcaklık değişimlerine tepkisini gösteren genleşme ve büzülme prensibine dayanır.

• Lastik içindeki hava, bir gazdır.
• Yazın sıcak havada, lastik içindeki hava molekülleri daha enerjik olur ve daha hızlı hareket eder. Bu durum, lastik çeperlerine uygulanan basıncı artırır. Sabit hacimli lastik kabında basınç artışı gözlenir.
• Kışın soğuk havada ise, hava moleküllerinin enerjisi düşer ve hareketleri yavaşlar. Bu da lastik çeperlerine uygulanan basıncın azalmasına neden olur.

Bu nedenle, yazın lastikler daha sert ve dolgun görünürken, kışın daha yumuşak ve havası inmiş gibi görünebilir. 👉 Lastik basıncının mevsimlere göre kontrol edilmesi önemlidir.

Bu soruyu çözmek için Birleşik Gaz Yasası'nı kullanacağız. Bu yasa, ideal bir gazın basıncı, hacmi ve mutlak sıcaklığı arasındaki ilişkiyi birleştirir.

• İlk durum: \( P_1 = 1 \, atm \), \( V_1 = 2 \, L \), \( T_1 = 273 \, K \).
• Son durum: \( P_2 = ? \), \( V_2 = 4 \, L \), \( T_2 = 546 \, K \).
• Birleşik Gaz Yasası formülü: \( \frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2} \).
• Verilen değerleri formüle yerleştirelim: \( \frac{(1 \, atm)(2 \, L)}{273 \, K} = \frac{P_2 (4 \, L)}{546 \, K} \).
• \( P_2 \) 'yi hesaplamak için denklemi yeniden düzenleyelim: \( P_2 = \frac{P_1 V_1 T_2}{V_2 T_1} \).
• \( P_2 = \frac{(1 \, atm)(2 \, L)(546 \, K)}{(4 \, L)(273 \, K)} \).
• Hesaplama sonucunda: \( P_2 = \frac{1092}{1092} \, atm \).

Yeni basınç \( P_2 = 1 \, atm \) olur. ✅ Bu durumda, hacim iki katına çıkarken sıcaklık da iki katına çıktığı için basınç değişmemiştir.

Bu soruyu çözmek için İdeal Gaz Yasası'nı kullanacağız. İdeal Gaz Yasası: \( PV = nRT \), burada \( P \) basınç, \( V \) hacim, \( n \) mol sayısı, \( R \) ideal gaz sabiti ve \( T \) mutlak sıcaklıktır. Soruda sabit hacim olduğu için \( V \) ve \( R \) sabittir. Bu durumda basınç, mol sayısı ve sıcaklık ile doğru orantılıdır: \( P \propto nT \).

• İlk durum:
• Kütle \( m_1 = 5 \, g \) \( H_2 \).
• Mol kütlesi \( M(H_2) = 2 \times 1 \, g/mol = 2 \, g/mol \).
• Mol sayısı \( n_1 = \frac{m_1}{M} = \frac{5 \, g}{2 \, g/mol} = 2.5 \, mol \).
• Sıcaklık \( T_1 = 27^\circ C = 27 + 273 = 300 \, K \).
• Basınç \( P_1 = P \).
• Bu durumu \( P = k \times n_1 T_1 \) olarak yazabiliriz, burada \( k \) sabit bir orantı sabitidir.
• Son durum:
• Eklenen \( H_2 \) kütlesi \( 10 \, g \).
• Toplam kütle \( m_2 = 5 \, g + 10 \, g = 15 \, g \).
• Toplam mol sayısı \( n_2 = \frac{15 \, g}{2 \, g/mol} = 7.5 \, mol \).
• Sıcaklık \( T_2 = 127^\circ C = 127 + 273 = 400 \, K \).
• Yeni basınç \( P_2 \).
• Bu durumu \( P_2 = k \times n_2 T_2 \) olarak yazabiliriz.
• Oranlama yapalım: \( \frac{P_2}{P_1} = \frac{k \times n_2 T_2}{k \times n_1 T_1} = \frac{n_2 T_2}{n_1 T_1} \).
• Değerleri yerine koyalım: \( \frac{P_2}{P} = \frac{(7.5 \, mol)(400 \, K)}{(2.5 \, mol)(300 \, K)} \).
• \( \frac{P_2}{P} = \frac{3000}{750} \).

\( \frac{P_2}{P} = 4 \). Dolayısıyla, yeni basınç \( P_2 = 4P \) olur. 👉 Mol sayısı ve sıcaklık arttıkça basıncın nasıl değiştiğini bu örnekle görmüş olduk.