Examkin

Question

Difficulty: HardAçık Hava Basıncı ve Barometreler

Hava sıcaklığının sabit olduğu bir günde, deniz seviyesinde yan yana kurulan iki farklı barometreden birincisinin cam borusunun üst kısmında vakum (boşluk), ikincisinin cam borusunun üst kısmında ise bir miktar ideal gaz bulunmaktadır. Borulardaki cıva yükseklikleri sırasıyla h1h_1 ve h2h_2 olarak ölçülmektedir.

Daha sonra her iki barometre de sıcaklıkları değiştirilmeden deniz seviyesinden daha yüksek bir yere götürülerek yeniden dengeye gelmeleri sağlanıyor.

Buna göre;
I. Her iki barometredeki cıva yüksekliği de azalır.
II. İkinci barometrenin borusunda sıkışan gazın basıncı azalır.
III. Birinci barometredeki cıva yüksekliğindeki azalma miktarı, ikinci barometredekinden daha fazla olur (Δh1>Δh2\Delta h_1 > \Delta h_2).

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    I ve II
  3. C
    I ve III
  4. D
    II ve III
  5. I, II ve IIIAnswer

Answer

Her üç öncül de doğrudur. Yani doğru cevap I, II ve III seçeneğidir.
Dış basınç azaldığında her iki barometredeki cıva seviyesi de düşer. İkinci barometrede cıvanın düşmesi gazın genleşmesine ve dolayısıyla basıncının azalmasına yol açar. Gazın basıncının azalması dış basınçtaki düşüşün bir kısmını dengelediği için, ikinci barometredeki cıva seviyesinin azalma miktarı, birinci (vakumlu) barometredekinden daha az olur.

Step-by-Step Solution

1
Her iki barometre için başlangıçtaki basınç dengesi denklemlerini yazmak.
Birinci barometre (vakumlu) için P0=h1⋅d⋅gP_0 = h_1 \cdot d \cdot g ve ikinci barometre (gazlı) için P0=Pgaz+h2⋅d⋅gP_0 = P_{\text{gaz}} + h_2 \cdot d \cdot g denklemleri elde edilir.
Sıvı yüzeyine etki eden dış basınç ile borunun içindeki basınçların dengesini kurmak için.
2
Dağın zirvesine çıkıldığında açık hava basıncının (P0P_0) nasıl değişeceğini belirlemek.
Yükseklik arttıkça açık hava basıncı (P0P_0) azalır.
Atmosferin yoğunluğunun ve üzerimizdeki hava sütununun ağırlığının yükseklikle azalması nedeniyle.
3
Açık hava basıncının azalmasının barometrelerdeki cıva yüksekliklerine etkisini analiz etmek.
Birinci barometrede h1h_1 cıva yüksekliği azalır. İkinci barometrede de dengenin korunabilmesi için cıva seviyesinin düşmesi (h2h_2'nin azalması) gerekir. Dolayısıyla her iki barometredeki cıva yüksekliği de azalır.
Dış basınçtaki düşüşün içerideki toplam basınçta da bir düşüş gerektirmesi nedeniyle.
4
İkinci barometredeki gazın hacim ve basınç değişimini analiz etmek.
Cıva yüksekliği (h2h_2) azaldığı için tüpün üst kısmında gazın kapladığı hacim artar. Sıcaklık sabit olduğundan, Boyle-Mariotte kanunu gereğince hacmi artan gazın basıncı (PgazP_{\text{gaz}}) azalır.
Gazların sabit sıcaklıkta hacim ve basınçlarının ters orantılı değişmesi ilkesini uygulamak için.
5
Cıva yüksekliklerindeki azalma miktarlarını (Δh1\Delta h_1 ve Δh2\Delta h_2) karşılaştırmak.
Birinci barometre için ΔP0=Δh1⋅d⋅g\Delta P_0 = \Delta h_1 \cdot d \cdot g olur. İkinci barometre için ise ΔP0=ΔPgaz+Δh2⋅d⋅g\Delta P_0 = \Delta P_{\text{gaz}} + \Delta h_2 \cdot d \cdot g olur. Gazın basıncı azaldığı için ΔPgaz>0\Delta P_{\text{gaz}} > 0 olup, buradan Δh1⋅d⋅g=ΔPgaz+Δh2⋅d⋅g\Delta h_1 \cdot d \cdot g = \Delta P_{\text{gaz}} + \Delta h_2 \cdot d \cdot g yazılır. Bu durum Δh1>Δh2\Delta h_1 > \Delta h_2 olduğunu gösterir.
Gazın basıncındaki düşüşün, dış basınçtaki azalmanın bir kısmını karşılayarak cıva sütununun daha az düşmesine neden olduğunu matematiksel olarak kanıtlamak için.

Key Concept

Barometrelerde basınç dengesi ve gaz kanunlarının (Boyle Kanunu) açık hava basıncı değişimlerine uygulanması.
Rate this question

Topics

Açık Hava Basıncı ve Barometreler

More questions from this topic