Basınç-Hacim İlişkisi (Boyle Yasası) Test Çöz 10. Sınıf Kimya
Gazların davranışlarını açıklayan en önemli yasalardan biri olan **Boyle Yasası**, bir miktar gazın basıncı ile hacmi arasındaki ilişkiyi inceler. Bu yasaya göre, **sabit sıcaklıkta** ve **sabit mol sayısında** bir gazın hacmi, uygulanan basınçla ters orantılıdır. Yani, gazın üzerine etki eden basınç arttıkça hacmi azalır, basınç azaldıkça hacmi artar. Bu ters orantı, $P \propto 1/V$ şeklinde ifade edilebilir. Basınç ve hacmin çarpımı ise daima sabit bir değere eşittir. Bu durum, $P_1V_1 = P_2V_2$ eşitliği ile matematiksel olarak gösterilir. Bu eşitlik, gazın ilk durumdaki basınç ve hacminin çarpımının, ikinci durumdaki basınç ve hacminin çarpımına eşit olduğunu belirtir. Boyle Yasası, gazların sıkıştırılabilirlik özelliğinin temel bir göstergesidir ve pistonlu silindirler gibi pratik uygulamalarda gözlemlenebilir.
Çözümlü Örnek Test Soruları
Soru 1:
Boyle Yasası’na göre, aşağıdakilerden hangisi sabit tutulmalıdır?
A) Basınç ve sıcaklık
B) Hacim ve mol sayısı
C) Sıcaklık ve mol sayısı
D) Sadece sıcaklık
E) Sadece basınç
Çözüm:
Boyle Yasası, bir gazın basınç ve hacim ilişkisini incelerken sıcaklığın ve gaz miktarının (mol sayısının) sabit kalması gerektiğini belirtir. Bu koşullar altında basınç ile hacim ters orantılıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 2:
2 atm basınç altındaki 10 L hacim kaplayan bir gaz, sıcaklık sabit tutularak hacmi 5 L’ye düşürülürse son basıncı kaç atm olur?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Çözüm:
Boyle Yasası’na göre $P_1V_1 = P_2V_2$ formülü kullanılır.
$P_1 = 2 \text{ atm}$, $V_1 = 10 \text{ L}$
$P_2 = ?$, $V_2 = 5 \text{ L}$
$(2 \text{ atm}) \times (10 \text{ L}) = P_2 \times (5 \text{ L})$
$20 = 5 \times P_2 \implies P_2 = 4$ atm.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 3:
Pistonlu bir kapta bulunan gazın hacmi 24 L iken basıncı 760 mmHg’dir. Sıcaklık değişmeden basıncı 1520 mmHg’ye çıkarılırsa hacmi kaç L olur?
A) 6
B) 12
C) 18
D) 24
E) 48
Çözüm:
Boyle Yasası’na göre $P_1V_1 = P_2V_2$ formülü kullanılır.
$P_1 = 760 \text{ mmHg}$, $V_1 = 24 \text{ L}$
$P_2 = 1520 \text{ mmHg}$, $V_2 = ?$
$(760) \times (24) = (1520) \times V_2$
$V_2 = (760 \times 24) / 1520 = (1/2) \times 24 = 12$ L.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 4:
Aşağıdaki grafiklerden hangisi sabit sıcaklık ve mol sayısındaki bir gazın basıncı ile hacmi arasındaki ilişkiyi doğru gösterir?
A) V hacim, P basınç (doğru orantı)
B) V hacim, P basınç (ters orantı)
C) P basınç, 1/V hacim (doğru orantı)
D) P.V çarpımı, P basınç (doğru orantı)
E) P basınç, V hacim (doğru orantı)
Çözüm:
Boyle Yasası’na göre basınç (P) ile hacim (V) ters orantılıdır. Dolayısıyla, P-V grafiği bir eğri şeklinde olmalıdır. Ancak, P ile $1/V$ arasında doğru orantı vardır, bu da bir doğru grafiğiyle gösterilir.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 5:
Bir miktar ideal gazın basıncı 3 katına çıkarılırsa hacmi nasıl değişir? (Sıcaklık sabit)
A) 3 katına çıkar.
B) 1/3’üne düşer.
C) 9 katına çıkar.
D) 1/9’una düşer.
E) Değişmez.
Çözüm:
Boyle Yasası’na göre basınç ve hacim ters orantılıdır. Basınç 3 katına çıkarıldığında hacim 1/3’üne düşer.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 6:
Bir gaz 5 L hacim ve 800 mmHg basınç altındadır. Bu gazın basıncını 400 mmHg’ye düşürmek için hacmi kaç L olmalıdır?
A) 2.5
B) 5
C) 10
D) 15
E) 20
Çözüm:
$P_1V_1 = P_2V_2$
$(800 \text{ mmHg}) \times (5 \text{ L}) = (400 \text{ mmHg}) \times V_2$
$4000 = 400 \times V_2 \implies V_2 = 10$ L.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 7:
Boyle Yasası’na göre, $P_1/P_2$ oranı $V_2/V_1$’e eşittir. Bu ifade neyi kanıtlar?
A) Basıncın sıcaklıkla doğru orantılı olduğunu.
B) Hacmin sıcaklıkla doğru orantılı olduğunu.
C) Hacmin basınçla doğru orantılı olduğunu.
D) Hacmin basınçla ters orantılı olduğunu.
E) Basıncın mol sayısı ile ters orantılı olduğunu.
Çözüm:
$P_1V_1 = P_2V_2 \implies P_1/P_2 = V_2/V_1$. Bu oran, basınç ve hacmin ters orantılı olduğunu gösterir.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 8:
Pistonlu bir kapta 3 atm basınç altında 6 L hacim kaplayan bir gaz bulunmaktadır. Basınç 9 atm’ye çıkarıldığında gazın hacmi kaç L olur?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Çözüm:
$P_1V_1 = P_2V_2$
$(3 \text{ atm}) \times (6 \text{ L}) = (9 \text{ atm}) \times V_2$
$18 = 9 \times V_2 \implies V_2 = 2$ L.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 9:
Bir miktar gazın basıncı 200 kPa iken hacmi 5 L’dir. Aynı sıcaklıkta hacim 2 L’ye düşürülürse basıncı kaç kPa olur?
A) 100
B) 250
C) 400
D) 500
E) 600
Çözüm:
$P_1V_1 = P_2V_2$
$(200 \text{ kPa}) \times (5 \text{ L}) = P_2 \times (2 \text{ L})$
$1000 = 2 \times P_2 \implies P_2 = 500$ kPa.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 10:
Bir gazın hacmi ve basıncı arasındaki ilişki grafiği yanda verilmiştir. Grafiğin hangi noktaları, gazın farklı hacim ve basınç durumlarını temsil ederken Boyle Yasası’na uyar?
A) Tüm noktalar aynı P.V değerini verdiğinde
B) P ve V değerleri azaldığında
C) P ve V değerleri arttığında
D) P ve V değerleri sabit olduğunda
E) Sadece başlangıç ve bitiş noktaları
Çözüm:
Boyle Yasası’na göre, sabit sıcaklıkta ve mol sayısında, gazın herhangi bir andaki basıncı ile hacminin çarpımı sabittir. Bu nedenle, grafikteki tüm noktaların çarpımları birbirine eşit olduğunda bu yasa uygulanır.
Doğru cevap A şıkkıdır.
Soru 11:
Aşağıdaki durumlardan hangisinde Boyle Yasası uygulanamaz?
A) Gazın sıcaklığı değişiyorsa
B) Gazın mol sayısı değişiyorsa
C) Gaz sıvılaşmaya yakın bir durumdaysa
D) Hepsi
E) Hiçbiri
Çözüm:
Boyle Yasası, ideal gazlar için geçerlidir ve sıcaklık ile mol sayısı sabitken basınç-hacim ilişkisini inceler. Bu nedenle, sıcaklık ve/veya mol sayısı değişiyorsa veya gaz ideal gaz davranışından sapıyorsa (sıvılaşmaya yakın), yasa uygulanamaz.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 12:
4 atm basınçta 3 L hacim kaplayan bir gazın hacmini 6 L yapmak için basıncı kaç atm olmalıdır?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 6
Çözüm:
$P_1V_1 = P_2V_2$
$(4 \text{ atm}) \times (3 \text{ L}) = P_2 \times (6 \text{ L})$
$12 = 6 \times P_2 \implies P_2 = 2$ atm.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 13:
Boyle Yasası’nın günlük hayattaki uygulaması aşağıdakilerden hangisi olabilir?
A) Uçan balonların yükseldikçe hacimlerinin artması
B) Düdüklü tencerede suyun daha yüksek sıcaklıkta kaynaması
C) Arabanın hava yastığının çarpışma anında şişmesi
D) İçi hava dolu bir balonu suyun altına daldırdıkça hacminin küçülmesi
E) Bir gazın sıkıştırılıp tüpe doldurulması
Çözüm:
İçi hava dolu bir balon suyun altına daldırıldığında, üzerine etkiyen basınç artar ve hacmi küçülür. Bu durum, Boyle Yasası’nın basınç ve hacim arasındaki ters orantılı ilişkisini gösterir.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 14:
Bir miktar gazın basıncı 600 mmHg ve hacmi 3 L’dir. Basıncı 2400 mmHg’ye çıkarılırsa hacmi kaç L olur?
A) 0.5
B) 0.75
C) 1
D) 1.5
E) 2
Çözüm:
$P_1V_1 = P_2V_2$
$(600 \text{ mmHg}) \times (3 \text{ L}) = (2400 \text{ mmHg}) \times V_2$
$1800 = 2400 \times V_2 \implies V_2 = 1800 / 2400 = 0.75$ L.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 15:
Aşağıdaki ifadelerden hangisi Boyle Yasası’na aykırıdır?
A) Sıcaklık arttıkça hacim de artar.
B) Basınç ve hacim çarpımı sabittir.
C) Basınç arttıkça gazın hacmi azalır.
D) Sıkıştırılan gazın hacmi küçülür.
E) P ve 1/V grafiği doğru orantılıdır.
Çözüm:
Boyle Yasası, sabit sıcaklıkta geçerlidir. Sıcaklık ve hacim arasındaki ilişkiyi inceleyen yasa Charles Yasası’dır ve sıcaklık arttıkça hacim de artar. Bu durum, Boyle Yasası’nın koşullarına aykırı bir ifadedir.
Doğru cevap A şıkkıdır.