Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım inceleyelim:
- Başlangıç Durumu: Şekildeki kapta saf X sıvısı, buharı ile denge halindedir. Bu, belirli bir sıcaklıkta sıvının buhar basıncının denge buhar basıncına eşit olduğu anlamına gelir. Saf bir sıvının denge buhar basıncı sadece sıcaklığa bağlıdır.
1. İşlem: Sabit sıcaklıkta piston A noktasına kaydırılıp sabitleniyor.
- Sıcaklık sabit tutulduğu için, saf X sıvısının denge buhar basıncı değişmez.
- Piston aşağı itildiğinde buhar hacmi azalır. Başlangıçta bu, buhar moleküllerinin yoğunluğunu artırarak buhar basıncını geçici olarak yükseltir.
- Ancak sistem tekrar dengeye ulaşmak isteyecektir. Sıcaklık sabit olduğundan, denge buhar basıncı da sabit kalmalıdır. Bu nedenle, fazla buhar molekülleri yoğunlaşarak sıvı faza geri döner.
- Yeterli miktarda sıvı faz olduğu sürece, sistem dengeye ulaştığında buhar basıncı başlangıçtaki denge buhar basıncı değerine geri döner.
- Sonuç olarak, 1. işlem sonucunda buhar basıncı değişmez.
2. İşlem: Piston sabit tutulup sıcaklık artırılıyor.
- Sıcaklık artırıldığında, sıvı moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi artar. Bu, daha fazla molekülün buhar fazına geçmek için yeterli enerjiye sahip olmasını sağlar (buharlaşma hızı artar).
- Aynı zamanda, buhar fazındaki moleküllerin kinetik enerjisi de artar. Bu moleküllerin kap duvarlarına daha sık ve daha şiddetli çarpmasına neden olur.
- Le Chatelier prensibine göre, sıcaklık artışı dengeyi ısıyı tüketen yöne, yani buharlaşma yönüne kaydırır. Bu da buhar molekülü sayısını artırır.
- Hem buhar molekülü sayısının artması hem de buhar moleküllerinin kinetik enerjisinin artması, buhar basıncının artmasına neden olur.
- Sonuç olarak, 2. işlem sonucunda buhar basıncı artar.
Bu sonuçları birleştirdiğimizde:
- 1. İşlem: Değişmez
- 2. İşlem: Artar
Bu durum B seçeneği ile uyumludur.
Cevap B seçeneğidir.