🎓 8. Sınıf (Lgs)
📚 8. Sınıf Fen Bilimleri
💡 8. Sınıf Fen Bilimleri: Gaz basıncı ile sıvı basıncı Çözümlü Örnekler
8. Sınıf Fen Bilimleri: Gaz basıncı ile sıvı basıncı Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Derinliği 10 cm olan bir kapta bulunan suyun tabanına etki eden sıvı basıncını hesaplayınız. (Suyun yoğunluğu \( 1 \, \text{g/cm}^3 \), yerçekimi ivmesi \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) alınacaktır.)
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için sıvı basıncı formülünü kullanacağız.
- Sıvı Basıncı Formülü: Sıvı basıncı, sıvının derinliği, yoğunluğu ve yerçekimi ivmesinin çarpımına eşittir. Formülü şu şekildedir: \( P = h \cdot d \cdot g \)
- Verilen Değerler:
- Derinlik (\( h \)): 10 cm = 0.1 m
- Yoğunluk (\( d \)): 1 g/cm³ = 1000 kg/m³
- Yerçekimi ivmesi (\( g \)): 10 m/s²
- Hesaplama: Formülde verilen değerleri yerine koyalım.
- \( P = 0.1 \, \text{m} \cdot 1000 \, \text{kg/m}^3 \cdot 10 \, \text{m/s}^2 \)
- \( P = 1000 \, \text{Pa} \)
Örnek 2:
Bir gazete kağıdını ağzı açık bir bardak suyun içine, kağıt ıslanmayacak şekilde ters çevirip daldırdığımızda kağıdın ıslanmadığını gözlemleriz. Bunun sebebi nedir? 🤔
Çözüm:
Bu durumun temel nedeni gaz basıncıdır. 👉
- Gaz Basıncı: Bardaktaki suyun içinde kalan hava, gazdır. Gazlar da bulundukları kabın her yerine basınç uygularlar.
- Dış Basınç: Bardak ters çevrildiğinde, bardağın dışındaki hava da kağıda bir basınç uygular.
- Denge Durumu: Bardağın içindeki hava basıncı ile dışarıdaki hava basıncı, kağıdı sabit tutarak suyun bardağa dolmasını engeller. Eğer iç basınç dış basınca eşit veya daha büyükse, su kağıdı ıslatamaz.
Örnek 3:
Bir şırınganın ucunu kapatıp pistonunu çektiğimizde, şırınganın içindeki hava dışarıya doğru itilir. Pistonu serbest bıraktığımızda ise piston tekrar içeri doğru hareket eder. Bu olayı gaz basıncı ile açıklayınız. 💉
Çözüm:
Bu olay, gaz basıncının temel prensiplerinden birini gösterir. 💡
- Piston Çekildiğinde: Şırınganın pistonunu çektiğimizde, şırınganın içindeki hava genleşir ve hacmi artar. Hacmi artan havanın basıncı düşer. Bu durumda şırınganın içindeki hava basıncı, dışarıdaki atmosfer basıncından daha düşük hale gelir.
- Dış Basıncın Etkisi: Dışarıdaki atmosfer basıncı, şırınganın içindeki düşük basınca göre daha fazladır. Bu basınç farkı nedeniyle piston dışarıdan içeriye doğru itilir.
- Piston Serbest Bırakıldığında: Piston serbest bırakıldığında, dışarıdaki yüksek atmosfer basıncı, pistonu içeri doğru iterek şırınganın içindeki havanın tekrar sıkışmasına ve basıncının artmasına neden olur.
Örnek 4:
Özdeş iki bardaktan birincisinin tabanına 20 cm derinliğinde su, ikincisinin tabanına ise 10 cm derinliğinde zeytinyağı konulmuştur. Buna göre, birinci bardaktaki suyun tabanına etki eden sıvı basıncı, ikinci bardaktaki zeytinyağının tabanına etki eden sıvı basıncından kaç kat fazladır? (Suyun yoğunluğu \( 1 \, \text{g/cm}^3 \), zeytinyağının yoğunluğu \( 0.9 \, \text{g/cm}^3 \) alınacaktır.)
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için her iki bardaktaki sıvı basıncını ayrı ayrı hesaplayıp oranlayacağız. 🧮
- 1. Bardak (Su):
- Derinlik (\( h_s \)): 20 cm
- Yoğunluk (\( d_s \)): 1 g/cm³
- Basınç (\( P_s \)): \( P_s = h_s \cdot d_s \cdot g = 20 \, \text{cm} \cdot 1 \, \text{g/cm}^3 \cdot g \)
- 2. Bardak (Zeytinyağı):
- Derinlik (\( h_z \)): 10 cm
- Yoğunluk (\( d_z \)): 0.9 g/cm³
- Basınç (\( P_z \)): \( P_z = h_z \cdot d_z \cdot g = 10 \, \text{cm} \cdot 0.9 \, \text{g/cm}^3 \cdot g \)
- Basınçların Oranı:
- \( \frac{P_s}{P_z} = \frac{20 \cdot 1 \cdot g}{10 \cdot 0.9 \cdot g} \)
- \( \frac{P_s}{P_z} = \frac{20}{9} \)
Örnek 5:
Kapalı bir kap içinde bulunan gazın hacmi sabitken sıcaklığı artırılırsa, gazın basıncı nasıl değişir? 🌡️
Çözüm:
Bu durum, gazların genleşme özellikleriyle ilgilidir. 👉
- Sabit Hacimde Sıcaklık Artışı: Gazların molekülleri, sıcaklık arttıkça daha hızlı hareket etmeye başlarlar.
- Basınç Artışı: Sabit hacimli bir kapta, daha hızlı hareket eden moleküller, kabın çeperlerine daha sık ve daha şiddetli çarparlar. Bu durum, gazın basıncının artmasına neden olur.
Örnek 6:
Bir tüpün içine bir miktar cıva konulup tüpün ağzı kapatılıyor. Daha sonra bu tüp, ters çevrilerek açık bir kap içindeki cıvanın içine daldırılıyor. Tüpün içindeki cıva seviyesinin, dışarıdaki cıva seviyesinden daha yüksekte kaldığı gözlemleniyor. Bu durumun temel sebebi nedir? 🧪
Çözüm:
Bu gözlem, atmosfer basıncının varlığını ve etkisini gösteren klasik bir deneydir. 💡
- Tüpün İçindeki Durum: Tüpün içindeki cıvanın üzerindeki boşlukta çok az miktarda cıva buharı bulunur ve bu buharın basıncı ihmal edilebilir düzeydedir.
- Dış Basıncın Etkisi: Açık kaptaki cıvanın yüzeyine atmosfer basıncı etki eder.
- Basınç Farkı: Dışarıdaki atmosfer basıncı, tüpün içindeki cıvayı yukarı doğru iterek, tüp içindeki cıva seviyesinin dışarıdaki seviyeden daha yükseğe çıkmasına neden olur.
Örnek 7:
Bir vantuzun bir yüzeye sıkıca yapışmasını sağlayan fiziksel prensip nedir? 🧽
Çözüm:
Vantuzun bir yüzeye yapışmasının temel nedeni, basınç farkıdır. 👉
- Vantuzun Basılması: Vantuzu bir yüzeye bastırdığımızda, vantuzun içindeki hava dışarı atılır ve vantuzun içindeki basınç düşer.
- Dış Basıncın Etkisi: Vantuzun dışındaki atmosfer basıncı, vantuzun içindeki düşük basınca göre daha fazladır.
- Yapışma: Bu basınç farkı, dışarıdaki havanın vantuzu yüzeye doğru itmesine neden olur ve vantuzun yüzeye sıkıca yapışmasını sağlar.
Örnek 8:
Birbirine karışmayan K, L ve M sıvıları, şekildeki gibi bir U borusunda dengededir. K sıvısının yoğunluğu \( d_K \), L sıvısının yoğunluğu \( d_L \) ve M sıvısının yoğunluğu \( d_M \) olarak verilmiştir. K sıvısının seviyesi 10 cm, L sıvısının seviyesi 5 cm ve M sıvısının seviyesi 15 cm'dir. Buna göre, bu sıvıların yoğunlukları arasındaki ilişki nedir? (U borusunun kesit alanı her yerinde aynıdır.)
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için, U borusunun aynı seviyedeki noktalarındaki basınçların eşit olacağı ilkesini kullanacağız. ⚖️
- Denge Noktası Seçimi: U borusunun en alt seviyesindeki M sıvısının üst yüzeyi ile L sıvısının alt yüzeyinin kesiştiği noktayı denge noktası olarak seçelim.
- Basınçların Eşitliği: Bu noktadaki basınçlar eşittir.
- Sol koldaki basınç: K sıvısının basıncı + L sıvısının basıncı
- Sağ koldaki basınç: M sıvısının basıncı
- Hesaplama:
- Sol koldaki basınç: \( P_{sol} = d_K \cdot h_K \cdot g + d_L \cdot h_L \cdot g \)
- Sağ koldaki basınç: \( P_{sağ} = d_M \cdot h_M \cdot g \)
- Verilen değerler: \( h_K = 10 \, \text{cm} \), \( h_L = 5 \, \text{cm} \), \( h_M = 15 \, \text{cm} \)
- \( d_K \cdot 10 \cdot g + d_L \cdot 5 \cdot g = d_M \cdot 15 \cdot g \)
- Her iki tarafı \( g \) ile sadeleştirirsek: \( 10 d_K + 5 d_L = 15 d_M \)
- Yoğunluk İlişkisi:
- Bu denklemden yola çıkarak, \( d_K \) ve \( d_L \) sıvılarının yoğunluklarının, \( d_M \) sıvısının yoğunluğundan daha küçük olması gerektiğini anlayabiliriz.
- Ayrıca, K sıvısının derinliği L'den fazla olduğu için ve aynı noktadaki basıncı dengelediği için, \( d_K \)nın \( d_L \)den daha küçük olma ihtimali yüksektir.
- Kesin ilişkiyi belirlemek için daha fazla bilgi gerekebilir, ancak temel prensip budur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/8-sinif-fen-bilimleri-gaz-basinci-ile-sivi-basinci/sorular