9. Sınıf Akışkanlar Ünite Değerlendirme Testi 5

Soru 12 / 14
Sorunun Çözümü

Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:

  • K Tüpü İçin Durum Analizi:
    • K tüpü "boş" olarak belirtilmiştir, yani içinde bir vakum (Torricelli boşluğu) vardır.
    • Bu tüpteki cıva yüksekliği \(h_K\), dış atmosfer basıncı \(P_0\) ile dengelenir. Yani, \(P_0 = \rho_{civa} \cdot g \cdot h_K\).
    • Tüpün ağzı hala cıva kabının içinde kalacak şekilde 1 cm yukarı çekildiğinde, dış atmosfer basıncı değişmez.
    • Dolayısıyla, \(h_K\) yüksekliği de değişmez.
  • L Tüpü İçin Durum Analizi:
    • L tüpünün içinde bir miktar hava bulunmaktadır.
    • Bu tüpteki denge denklemi: \(P_0 = P_{hava} + \rho_{civa} \cdot g \cdot h_L\), burada \(P_{hava}\) tüp içindeki havanın basıncıdır.
    • Tüp 1 cm yukarı çekildiğinde, tüpün içindeki havanın hacmi artar.
    • Boyle-Mariotte yasasına göre (sıcaklık sabit kabul edilirse), bir gazın hacmi arttığında basıncı azalır. Yani, \(P_{hava}\) azalır.
    • \(P_0 = P_{hava} + \rho_{civa} \cdot g \cdot h_L\) denkleminde \(P_0\) sabit ve \(P_{hava}\) azaldığı için, dengeyi sağlamak amacıyla \(h_L\) yüksekliğinin artması gerekir.
    • Peki ne kadar artar? Eğer \(h_L\) tam 1 cm artsaydı, tüpün içindeki havanın hacmi değişmezdi (çünkü tüpün üst sınırı da 1 cm yükselmiş olurdu). Bu durumda \(P_{hava}\) da değişmezdi ve \(h_L\)'nin artmasına gerek kalmazdı. Bu bir çelişkidir.
    • Tüp 1 cm yukarı çekildiğinde havanın hacmi artar, basıncı azalır. Bu basınç azalması \(h_L\)'nin artmasına neden olur. Ancak \(h_L\)'nin artması, havanın hacmini bir miktar azaltır. Net etki, havanın hacminin artması ve basıncının azalmasıdır. Bu durum, \(h_L\)'nin artmasına neden olur, ancak bu artış, tüpün çekildiği mesafe olan 1 cm'den daha az olacaktır.

Sonuç olarak, \(h_K\) değişmezken, \(h_L\) 1 cm'den az artar.

Cevap D seçeneğidir.

  • Cevaplanan
  • Aktif
  • Boş