Verilen bilgilere göre, kapalı bir kaptaki gazın basıncı (P) hacim (V) ile ters, sıcaklık (T) ile doğru orantılıdır. Bu ilişkiyi matematiksel olarak şu şekilde ifade edebiliriz:
- \(P \propto \frac{T}{V}\)
Başlangıç durumunda gazın hacmi 2 L ve sıcaklığı 30°C'dir. Basıncı P olarak verilmiştir. Bizden basıncın P'den daha fazla olduğu durumu bulmamız isteniyor. Basıncın artması için ya sıcaklığın artması ya da hacmin azalması (veya her ikisi) gerekmektedir.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- Başlangıç Durumu: Hacim = 2 L, Sıcaklık = 30°C, Basınç = P
- A) Seçeneği: Hacim = 2 L, Sıcaklık = 50°C
- Hacim değişmemiştir (2 L).
- Sıcaklık artmıştır (50°C > 30°C).
- Sıcaklık arttığı ve hacim değişmediği için basınç artacaktır. Yani \(P_A > P\).
- B) Seçeneği: Hacim = 2 L, Sıcaklık = 10°C
- Hacim değişmemiştir (2 L).
- Sıcaklık azalmıştır (10°C < 30°C).
- Sıcaklık azaldığı için basınç azalacaktır. Yani \(P_B < P\).
- C) Seçeneği: Hacim = 3 L, Sıcaklık = 30°C
- Hacim artmıştır (3 L > 2 L).
- Sıcaklık değişmemiştir (30°C).
- Hacim arttığı için basınç azalacaktır. Yani \(P_C < P\).
- D) Seçeneği: Hacim = 3 L, Sıcaklık = 10°C
- Hacim artmıştır (3 L > 2 L).
- Sıcaklık azalmıştır (10°C < 30°C).
- Hem hacim arttığı hem de sıcaklık azaldığı için basınç azalacaktır. Yani \(P_D < P\).
Yukarıdaki analize göre, sadece A seçeneğinde gazın basıncı başlangıçtaki P basıncından daha fazladır.
Cevap A seçeneğidir.