Verilen deney düzeneğinde, özdeş iki balon (1 ve 2) bir boru aracılığıyla birbirine bağlıdır. Bu, balonların içindeki gazın birbiriyle bağlantılı olduğu ve serbestçe hareket edebileceği anlamına gelir. Kap musluktan su ile doldurulurken balonlar üzerindeki dış basınçları inceleyelim:

• Balon 1 üzerindeki dış basınç (\(P_{dış1}\)): Balon 1, su seviyesinin üzerindeki kapalı hava boşluğunda yer almaktadır. Kap su ile dolduruldukça, su seviyesi yükselir ve suyun üzerindeki hava hacmi azalır. Hacmi azalan bu sıkışmış havanın basıncı artar. Dolayısıyla, \(P_{dış1}\) artar.
• Balon 2 üzerindeki dış basınç (\(P_{dış2}\)): Balon 2 suya batıktır. Balon 2 üzerindeki dış basınç, suyun üzerindeki sıkışmış havanın basıncı (\(P_{dış1}\)) ile balonun bulunduğu derinlikteki suyun hidrostatik basıncının (\(h \rho g\)) toplamıdır. Yani, \(P_{dış2} = P_{dış1} + h \rho g\). Kap su ile dolduruldukça hem \(P_{dış1}\) artar hem de balonun derinliği \(h\) artar. Bu nedenle, \(P_{dış2}\) çok daha fazla artar.

Şimdi balonların davranışını değerlendirelim:

• Balonlar birbirine bağlı olduğu için içlerindeki gazın basıncı (\(P_{iç}\)) sistem boyunca aynıdır.
• \(P_{dış2}\) artışı, \(P_{dış1}\) artışından daha fazladır. Bu, balon 2'nin balon 1'e göre daha fazla dış basınca maruz kaldığı anlamına gelir.
• Daha fazla dış basınca maruz kalan balon 2 sıkışacak (küçülecek) ve içindeki gazı, daha az dış basınca maruz kalan balon 1'e doğru itecektir.
• Bu gaz akışı sonucunda, balon 2 küçülürken, balon 1 şişecektir (hacmi artacaktır).

Seçenekleri değerlendirelim:

• A) Deneyin amacı, sıvı yoğunluğunun basınca etkisini gözlemlemektir. Deneyde sadece su kullanıldığı için sıvı yoğunluğu sabit kalır. Bu deneyin amacı, derinliğin ve sıkışmış havanın basınç üzerindeki etkisini ve bağlı balon sistemlerindeki basınç farkının etkilerini göstermektir. Bu nedenle A yanlıştır.
• B) Kap su doldukça 2 numaralı balon şişer. Balon 2, artan su derinliği ve sıkışmış hava basıncı nedeniyle artan dış basınca maruz kalır. Bu durum balon 2'nin küçülmesine neden olur. Bu nedenle B yanlıştır.
• C) Kap su doldukça 1 numaralı balon şişer. Yukarıdaki analize göre, balon 2'den gelen gaz akışı nedeniyle balon 1'in hacmi artar, yani şişer. Bu nedenle C doğrudur.
• D) Kap su doldukça 1 numaralı balondaki gazın basıncı artar. Balon 1'in içindeki gazın basıncı, bağlı sistemin genel basıncıdır. Hem \(P_{dış1}\) hem de \(P_{dış2}\) arttığı için, sistemin iç basıncı da artmak zorundadır. Dolayısıyla bu ifade de doğrudur. Ancak, C seçeneği (balonun şişmesi) bu özel düzenekteki basınç farkının doğrudan ve gözlemlenebilir bir sonucudur ve genellikle bu tür deneylerin ana gözlem noktasıdır. Sorunun doğru cevabı C olarak belirtildiği için, C'nin en uygun ve doğrudan gözlemlenebilir sonuç olduğu kabul edilir.

Cevap C seçeneğidir.