Sıvılarda Viskozite ve Viskoziteyi Etkileyen Faktörler

12 questions

Sıvıların akmaya karşı gösterdiği dirence viskozite denir. Viskozite; sıvının cinsi, moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü ve sıcaklık gibi faktörlerden etkilenir.

Etil alkol ( $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ ) molekülünde bir adet hidroksil ( $-\text{OH}$ ) grubu bulunurken, gliserin ( $\text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3$ ) molekülünde üç adet hidroksil grubu bulunur.

Buna göre, aynı koşullarda bulunan etil alkol ve gliserin sıvıları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Sıcaklık artırıldığında her iki sıvının da moleküller arası çekim kuvvetleri zayıflayacağı için viskozite değerleri artar.

Gliserin molekülü içinde karbon ve hidrojen atomları arasında kurulan güçlü kovalent bağlar, gliserinin etil alkole göre daha yüksek viskoziteye sahip olmasının temel nedenidir.

Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki hidrojen bağları etil alkolünkinden daha etkin olduğu için gliserinin viskozitesi daha yüksek, akışkanlığı ise daha düşüktür.

Sıcaklık düşürüldüğünde sıvı taneciklerinin kinetik enerjisi azalır ve bu durum sıvıların akışkanlığının artmasına yol açar.

Etil alkolün molekül kütlesi gliserinden daha küçük olduğu için, oda sıcaklığında etil alkolün akmaya karşı gösterdiği direnç gliserininkinden daha fazladır.

Show answer & explanation

Answer: Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki hidrojen bağları etil alkolünkinden daha etkin olduğu için gliserinin viskozitesi daha yüksek, akışkanlığı ise daha düşüktür.

Answer

Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki hidrojen bağları etil alkolünkinden daha etkin olduğu için gliserinin viskozitesi daha yüksek, akışkanlığı ise daha düşüktür.

Gliserin molekülü başına düşen hidroksil (-OH) grubu sayısının etil alkolünkinden fazla olması, gliserin moleküllerinin birbirini daha güçlü çekmesini (daha etkin hidrojen bağları kurmasını) sağlar. Moleküller arası çekim kuvvetleri güçlü olan sıvıların akmaya karşı gösterdiği direnç yani viskozitesi daha yüksek olur. Viskozite ile akışkanlık ters orantılı olduğu için, aynı sıcaklıkta gliserinin viskozitesi etil alkolünkünden daha yüksek, akışkanlığı ise daha düşüktür.

Step-by-Step Solution

Etil alkol ve gliserin moleküllerinin kimyasal yapıları incelenerek hidrojen bağı kurma kapasiteleri karşılaştırılır.

Gliserin molekülünde 3 adet, etil alkol molekülünde ise 1 adet -OH grubu bulunur. Bu durum aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasında daha fazla sayıda ve daha etkin hidrojen bağı kurulmasını sağlar.

Moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü, sıvıların akmaya karşı gösterdiği direnci (viskoziteyi) doğrudan belirleyen en temel etkendir.

Moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücüne göre viskozite ve akışkanlık ilişkisi kurulur.

Gliserinin moleküller arası çekim kuvvetleri etil alkolünkinden daha güçlü olduğu için aynı sıcaklıkta viskozitesi daha yüksek, akışkanlığı ise daha düşüktür.

Viskozite ile akışkanlık birbiriyle ters orantılı kavramlardır; akmaya karşı direnç arttıkça akışkanlık azalır.

Sıcaklık ve diğer seçeneklerdeki iddialar viskozite prensipleri çerçevesinde değerlendirilir.

Sıcaklık artışının viskoziteyi azalttığı, azalışının ise artırdığı belirlenir. Ayrıca viskozitenin molekül içi kovalent bağlarla değil, moleküller arası zayıf etkileşimlerle belirlendiği teyit edilir.

Sıcaklık değişimi taneciklerin kinetik enerjisini ve dolayısıyla moleküller arası etkileşimlerin etkililiğini değiştirerek viskoziteyi etkiler.

Key Concept

Moleküller arası çekim kuvvetleri ve sıcaklığın sıvıların viskozitesi ve akışkanlığı üzerindeki etkisi.

Question 2Question →

Bir motor yağının farklı sıcaklıklardaki viskozitelerini karşılaştırmak amacıyla bir deney yapılmaktadır. Buna göre, bu motor yağı örneklerinin belirtilen sıcaklıklardaki viskozitelerini en büyükten en küçüğe doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Motor yağı örneklerinin belirtilen sıcaklıklardaki viskoziteleri en büyükten en küçüğe doğru

15\ ^\circ\text{C}

50\ ^\circ\text{C}

80\ ^\circ\text{C}

şeklindedir.

Sıvıların sıcaklığı arttıkça moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi zayıflar ve sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç olan viskozite azalır. Dolayısıyla, en düşük sıcaklıkta (

15\ ^\circ\text{C}

) viskozite en yüksek, en yüksek sıcaklıkta (

80\ ^\circ\text{C}

) ise viskozite en düşüktür. Bu durum viskozitelerin en büyükten en küçüğe doğru

15\ ^\circ\text{C}

50\ ^\circ\text{C}

80\ ^\circ\text{C}

olarak sıralanmasını sağlar.

Step-by-Step Solution

Sıcaklık ile viskozite arasındaki ilişkiyi belirleyin.

Sıcaklık arttıkça sıvı moleküllerinin kinetik enerjisi artar, moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi azalır ve sıvı daha kolay akar. Bu nedenle sıcaklık arttıkça sıvının viskozitesi (akmaya karşı gösterdiği direnç) azalır.

Viskozitenin sıcaklıkla ters orantılı değiştiği ilkesini uygulamak gerekir.

Verilen sıcaklık değerlerini karşılaştırın.

Sıcaklıklar arasında

15\ ^\circ\text{C} < 50\ ^\circ\text{C} < 80\ ^\circ\text{C}

ilişkisi vardır.

Sıralamayı belirlemek için sıcaklık değerlerini küçükten büyüğe belirlemek gerekir.

Ters orantı ilişkisini kullanarak viskoziteleri sıralayın.

En düşük sıcaklık olan

15\ ^\circ\text{C}

'de viskozite en yüksek, en yüksek sıcaklık olan

80\ ^\circ\text{C}

'de ise viskozite en düşüktür. Sıralama en büyükten en küçüğe

15\ ^\circ\text{C} > 50\ ^\circ\text{C} > 80\ ^\circ\text{C}

şeklindedir.

Sıcaklık azaldıkça viskozitenin artması prensibine göre en büyük viskozite değeri en düşük sıcaklıkta gözlenir.

Key Concept

Sıvıların sıcaklığı arttıkça viskoziteleri azalır, akışkanlıkları artır.

Question 3Question →

Aşağıda farklı sıcaklıklarda bulunan saf su örneklerini, viskozite değerleri en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Saf su örneklerinin viskoziteleri en yüksekten en düşüğe doğru sıralanışı:

10\ ^\circ\text{C}

sıcaklığındaki saf su,

40\ ^\circ\text{C}

sıcaklığındaki saf su ve

80\ ^\circ\text{C}

sıcaklığındaki saf su şeklindedir.

Sıcaklık ile viskozite ters orantılıdır. Sıcaklığı en düşük olan

10\ ^\circ\text{C}

'deki saf suyun tanecikleri arasındaki çekim kuvveti en etkin olduğundan akmaya karşı en fazla direnci gösterir ve viskozitesi en büyüktür. Sıcaklık

80\ ^\circ\text{C}

'ye çıktığında ise tanecikler daha hızlı hareket eder, aralarındaki çekim zayıflar, sıvı daha kolay akar ve viskozitesi en düşük seviyeye iner. Bu nedenle en yüksekten en düşüğe viskozite sıralaması

10\ ^\circ\text{C}

40\ ^\circ\text{C}

80\ ^\circ\text{C}

şeklinde gerçekleşir.

Step-by-Step Solution

Sıcaklık ile viskozite arasındaki teorik ilişkiyi kurmak.

Sıcaklık arttıkça sıvı taneciklerinin ortalama kinetik enerjisi artar ve tanecikler arası çekim kuvvetleri zayıflar. Bu durum sıvının akışkanlığını artırırken viskozitesini (akmaya karşı direnci) azaltır. Dolayısıyla sıcaklık ile viskozite ters orantılıdır.

Soruda verilen farklı sıcaklıklardaki aynı sıvının viskozitelerini karşılaştırmak için sıcaklık-viskozite ilişkisini bilmek gerekir.

Su örneklerinin sıcaklık değerlerini karşılaştırmak.

Verilen su örneklerinin sıcaklık sıralaması

10\ ^\circ\text{C} < 40\ ^\circ\text{C} < 80\ ^\circ\text{C}

şeklindedir.

Ters orantı ilişkisini uygulamak için öncelikle bağımsız değişken olan sıcaklık değerlerini küçükten büyüğe belirlemek gerekir.

Sıcaklık sıralamasını ters orantı kuralına göre viskozite sıralamasına dönüştürmek.

Sıcaklığı en küçük olan su örneğinin (

10\ ^\circ\text{C}

) viskozitesi en yüksek, sıcaklığı en büyük olan su örneğinin (

80\ ^\circ\text{C}

) viskozitesi ise en düşük olur. Bu durumda en yüksekten en düşüğe doğru sıralama

10\ ^\circ\text{C} > 40\ ^\circ\text{C} > 80\ ^\circ\text{C}

olarak bulunur.

Sıcaklık ve viskozite ters orantılı olduğu için sıcaklık sıralamasının tam tersi yönünde viskozite sıralaması elde edilir.

Key Concept

Sıvılarda sıcaklık arttıkça taneciklerin kinetik enerjisinin artması ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin zayıflaması nedeniyle viskozitenin azalması.

Estimated Time:45s

Question 4Question →

Aşağıdaki sıvıların belirtilen sıcaklıklardaki akışkanlıklarını (akmaya karşı gösterdikleri direncin tersini) en fazladan en aza doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Sıvıların akışkanlıklarının en fazladan en aza doğru sıralanışı: 20 °C'deki saf su > 20 °C'deki etil alkol > 50 °C'deki gliserin > 20 °C'deki gliserin şeklindedir.

Sıvıların akışkanlık sıralaması belirlenirken moleküller arası çekim kuvvetleri, molekül kütlesi/şekli ve sıcaklık faktörleri birlikte değerlendirilir. Saf su molekülü küçük olduğundan oda sıcaklığında en yüksek akışkanlığa (en düşük viskoziteye) sahiptir. Etil alkolün molekül yapısı suya göre daha büyük olduğundan viskozitesi sudan fazladır, dolayısıyla akışkanlığı daha azdır. Gliserin molekülleri ise çok sayıda hidrojen bağı içerir ve molekül kütlesi büyüktür; bu yüzden yüksek sıcaklıkta (

50\ ^\circ\text{C}

) bile su ve alkolden daha vizkozdur. Gliserinin sıcaklığı düşürüldüğünde (

20\ ^\circ\text{C}

) akışkanlığı en düşük seviyeye ulaşır.

Step-by-Step Solution

Gliserinin farklı sıcaklıklardaki viskozite ve akışkanlık değerlerini karşılaştırın.

Aynı sıvıda sıcaklık arttıkça taneciklerin kinetik enerjisi artar, moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi zayıflar. Bu nedenle viskozite azalır, akışkanlık artar. Yani

50\ ^\circ\text{C}

'deki gliserinin akışkanlığı,

20\ ^\circ\text{C}

'deki gliserinden fazladır.

Sıcaklığın viskozite ve akışkanlık üzerindeki etkisini belirlemek.

20\ ^\circ\text{C}

'deki saf su ile etil alkolün akışkanlıklarını karşılaştırın.

Etil alkolün (

C_2H_5OH

) molekül kütlesi (

46\text{ g/mol}

), suyun (

H_2O

) molekül kütlesinden (

18\text{ g/mol}

) büyüktür. Molekül boyutu büyüdükçe London kuvvetleri ve moleküler temas yüzeyi artar. Bu sebeple oda sıcaklığında etil alkolün viskozitesi sudan büyüktür, yani suyun akışkanlığı etil alkolden fazladır.

Molekül büyüklüğü ve kütlesinin viskoziteye etkisini belirlemek.

Gliserini su ve etil alkol ile karşılaştırın.

Gliserin (

C_3H_8O_3

), molekülünde 3 adet

-OH

grubu barındırır ve yoğun şekilde hidrojen bağı kurar. Ayrıca molekül kütlesi (

92\text{ g/mol}

) diğer iki sıvıdan çok büyüktür. Bu faktörler gliserine olağanüstü yüksek bir viskozite kazandırır. Sıcaklığı

50\ ^\circ\text{C}

'ye çıkarılsa bile viskozitesi su ve etil alkolün oda sıcaklığındaki değerlerinden çok daha büyüktür. Dolayısıyla gliserinin her iki sıcaklıktaki akışkanlığı da su ve alkolden düşüktür.

Moleküller arası çekim kuvvetlerinin türü ve sayısının viskoziteye etkisini analiz etmek.

Elde edilen sonuçları birleştirerek akışkanlık sıralamasını oluşturun.

Akışkanlığı en fazla olan saf su (

20\ ^\circ\text{C}

), ardından etil alkol (

20\ ^\circ\text{C}

), ardından gliserin (

50\ ^\circ\text{C}

) ve akışkanlığı en az (viskozitesi en yüksek) olan gliserindir (

20\ ^\circ\text{C}

). Sıralama: saf su (

20\ ^\circ\text{C}

) > etil alkol (

20\ ^\circ\text{C}

) > gliserin (

50\ ^\circ\text{C}

) > gliserin (

20\ ^\circ\text{C}

Sıvıların akışkanlıklarını en fazladan en aza doğru nihai olarak sıralamak.

Key Concept

Sıvılarda viskozite (akmaya karşı direnç) ve akışkanlık; moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü, molekül büyüklüğü/kütlesi ve sıcaklık arttıkça değişir.

Estimated Time:2m 0s

Question 5Question →

Özdeş üç dereceli silindire aynı yükseklikte $X$ ve $Y$ saf sıvıları konularak aşağıdaki deney düzenekleri hazırlanıyor:

* 1. düzenek: $25\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıkta $X$ sıvısı
* 2. düzenek: $50\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıkta $X$ sıvısı
* 3. düzenek: $25\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıkta $Y$ sıvısı

Her bir silindirin üst hizasından özdeş üç metal bilye aynı anda serbest bırakılıyor. Bilyelerin silindirlerin tabanına ulaşma süreleri arasında $t_3 > t_1 > t_2$ ilişkisi olduğu belirleniyor.

Buna göre, bu sıvılar ve özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi kesinlikle doğrudur?

Aynı sıcaklıkta

Y

sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri,

X

sıvısınınkinden daha güçlüdür.

Sıcaklık artışı

X

sıvısının taneciklerinin kinetik enerjisini artırdığı için viskozitesini de artırmıştır.

1. düzenekteki sıvının akışkanlığı, 3. düzenekteki sıvınınkinden daha düşüktür.

Sıvı moleküllerinin kendi aralarındaki çekim kuvvetlerinin farklı olması, molekül içi kovalent bağların sağlamlığından kaynaklanır.

Aynı sıcaklıkta

X

sıvısı gliserin,

Y

sıvısı ise su olabilir.

Show answer & explanation

Answer: Aynı sıcaklıkta $Y$ sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri, $X$ sıvısınınkinden daha güçlüdür.

Answer

Aynı sıcaklıkta

Y

sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri,

X

sıvısınınkinden daha güçlüdür.

Aynı sıcaklıkta (

25\ ^\circ\text{C}

)

Y

sıvısındaki bilyenin düşme süresi (

t_3

X

sıvısındaki bilyenin düşme süresinden (

t_1

) daha büyüktür. Bu durum, aynı sıcaklıkta

Y

'nin viskozitesinin

X

'inkinden daha fazla olduğunu gösterir. Sıvıların moleküller arası çekim kuvvetleri arttıkça viskoziteleri de artacağından, aynı sıcaklıkta

Y

sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri

X

sıvısınınkinden daha güçlüdür.

Step-by-Step Solution

Metal bilyelerin sıvı içindeki düşme süreleri ile sıvıların viskoziteleri arasındaki ilişkiyi kurmak.

t_3 > t_1 > t_2

olduğuna göre viskozite değerleri

\eta_Y(25\ ^\circ\text{C}) > \eta_X(25\ ^\circ\text{C}) > \eta_X(50\ ^\circ\text{C})

şeklindedir.

Bir sıvının viskozitesi (akmaya karşı direnci) ne kadar büyükse, içine bırakılan bilyenin hareketine o kadar çok direnç gösterir ve bilyenin tabana ulaşma süresi o kadar uzun olur.

Aynı sıcaklıktaki farklı sıvıların viskozitelerini karşılaştırarak moleküller arası çekim kuvvetlerini yorumlamak.

25\ ^\circ\text{C}

sıcaklıkta

Y

sıvısının viskozitesi

X

'inkinden büyüktür. Bu durum,

Y

sıvısının moleküller arası çekim kuvvetlerinin

X

'inkinden daha güçlü olduğunu gösterir.

Moleküller arası çekim kuvvetleri ne kadar güçlü ise sıvı taneciklerinin birbiri üzerinden kayması zorlaşır ve sıvının viskozitesi o kadar yüksek olur.

Sıcaklık değişiminin viskoziteye etkisini analiz etmek.

X

sıvısının sıcaklığı

25\ ^\circ\text{C}

'den

50\ ^\circ\text{C}

'ye çıkarıldığında düşme süresi kısalmış (

t_1 > t_2

), yani viskozitesi azalmıştır.

Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır, bu da viskozitenin düşmesine ve akışkanlığın artmasına neden olur.

Key Concept

Sıvılarda viskoziteyi etkileyen faktörler (moleküller arası çekim kuvvetleri ve sıcaklık) ile viskozite-akışkanlık ilişkisi.

Estimated Time:2m 0s

Question 6Question →

Aşağıda farklı sıcaklıklarda bulunan bazı sıvıların özdeş cam borulardaki akış davranışlarını gösteren bir deney tasarlanmıştır:

I. $25^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki gliserin sıvısı ( $C_3H_8O_3$ )
II. $50^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki gliserin sıvısı ( $C_3H_8O_3$ )
III. $25^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki saf su ( $H_2O$ )

Buna göre; bu sıvı örneklerinin viskozite (akmaya karşı gösterilen direnç) değerlerini en büyük olandan en küçük olana doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Sıvıların viskozite değerlerinin en büyükten en küçüğe doğru sıralaması I > II > III şeklindedir.

Moleküller arası çekim kuvvetleri ne kadar güçlü ve molekül boyutu ne kadar büyükse sıvının viskozitesi o kadar yüksek olur. Gliserin hem daha büyük bir moleküldür hem de molekül başına 3 adet hidrojen bağı yapabildiği için çekim kuvvetleri suyun çekim kuvvetlerinden çok daha güçlüdür. Bu nedenle gliserinin viskozitesi suyunkinden büyüktür. Aynı zamanda sıcaklık arttıkça kinetik enerji artacağı için viskozite azalır. Bu yüzden

25^\circ\text{C}

'deki gliserin sıvısı

50^\circ\text{C}

'deki gliserin sıvısına göre daha yüksek viskoziteye sahiptir. Sıcaklığı artırılmış gliserinin viskozitesi ise suyun viskozitesinden hâlâ çok daha büyüktür. Bu gerekçelerle viskozitesi en yüksek olan sıvı birinci örnek, en düşük olan ise üçüncü örnektir. Doğru sıralama I > II > III şeklindedir.

Step-by-Step Solution

Gliserin ve su moleküllerinin yapılarını ve moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştırın.

Gliserin (

C_3H_8O_3

) molekülünde üç adet -OH grubu bulunurken, su (

H_2O

) molekülü daha küçüktür. Gliserin moleküllerinin büyüklüğü ve daha fazla hidrojen bağı yapabilme kapasitesi nedeniyle moleküller arası çekim kuvvetleri suya kıyasla çok daha güçlüdür. Bu yüzden aynı sıcaklıkta gliserinin viskozitesi suyun viskozitesinden büyüktür.

Moleküller arası çekim kuvvetleri arttıkça sıvıların viskozitesi (akmaya karşı gösterdiği direnç) artar.

Aynı sıvı için sıcaklığın viskoziteye etkisini inceleyin.

25^\circ\text{C}

'deki gliserinin viskozitesi, sıcaklığı artırılmış olan

50^\circ\text{C}

'deki gliserinin viskozitesinden daha büyüktür.

Sıcaklık arttıkça taneciklerin kinetik enerjisi artar, moleküller arası çekim kuvvetleri zayıflar ve viskozite azalır.

Tüm örneklerin viskozite değerlerini genel bir sıralamada birleştirin.

50^\circ\text{C}

'deki gliserinin viskozitesi sıcaklıkla azalsa da, gliserin moleküllerinin yapısından kaynaklanan güçlü çekim kuvvetleri nedeniyle oda sıcaklığındaki (

25^\circ\text{C}

) suyun viskozitesinden hâlâ çok daha büyüktür. Bu nedenle sıralama I > II > III şeklinde gerçekleşir.

Gliserinin yapısındaki hidrojen bağlarının gücü ve molekül kütlesinin büyüklüğü, sıcaklık artışının getirdiği viskozite düşüşünden daha baskın bir fark yaratır.

Key Concept

Sıvıların viskozitesi; moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü ve molekül büyüklüğü ile doğru orantılı, sıcaklık ile ters orantılıdır.

Question 7Question →

Buzdolabından yeni çıkarılmış soğuk balın ekmeğe sürülmesi zor iken, oda sıcaklığında bekletilmiş balın daha kolay sürülmesi günlük hayatta karşılaşılan bir durumdur.

Buna göre balın bu davranışı ile ilgili,

I. Sıcaklık azaldıkça balın viskozitesi artmıştır.
II. Sıcaklık arttıkça balın akışkanlığı artmıştır.
III. Viskozite ve akışkanlık doğru orantılı özelliklerdir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

I, II ve III

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

Balın sıcaklığı azaldıkça akmaya karşı direnci (viskozitesi) artar, sıcaklığı arttıkça ise akışkanlığı artar. Viskozite ile akışkanlık ters orantılı özellikler olduğundan birinci ve ikinci yargılar doğrudur.

Sıcaklık azaldıkça sıvıların viskozitesi artar, sıcaklık arttıkça ise akışkanlığı artar. Viskozite (akmaya karşı gösterilen direnç) ile akışkanlık birbirinin tersidir. Bu durumda soğuk ortamda balın viskozitesi artarken, sıcak ortamda akışkanlığı artar.

Step-by-Step Solution

Sıcaklığın balın viskozitesine etkisini belirlemek.

Buzdolabında soğuyan balın ekme��e sürülmesi zorlaşır. Akmaya karşı gösterilen bu direnç viskozitedir. Sıcaklık azaldıkça sıvının viskozitesi artar, bu yüzden birinci yargı doğrudur.

Sıcaklık ile viskozite arasındaki ters orantıyı açıklamak.

Sıcaklığın balın akışkanlığına etkisini belirlemek.

Oda sıcaklığında ısınan balın ekmeğe daha kolay sürülmesi akışkanlığının arttığını gösterir. Sıcaklık arttıkça sıvının akışkanlığı artar, bu yüzden ikinci yargı doğrudur.

Sıcaklık ile akışkanlık arasındaki doğru orantıyı açıklamak.

Viskozite ve akışkanlık arasındaki ilişkiyi değerlendirmek.

Viskozite akmaya karşı direnç, akışkanlık ise akma eğilimidir. Bu iki kavram birbirinin tersidir ve ters orantılıdır, bu yüzden üçüncü yargı yanlıştır.

Viskozite ve akışkanlığın birbirinin tersi olduğunu göstermek.

Key Concept

Sıvılarda viskozite ve akışkanlığa sıcaklığın etkisi

Question 8Question →

Aşağıdaki tabloda saf $X$ ve $Y$ sıvılarının farklı sıcaklıklardaki viskozite değerleri verilmiştir:

Sıvı	Sıcaklık ( $^\circ\text{C}$ )	Viskozite ( $\text{Pa}\cdot\text{s}$ )
$X$	$20$	$1{}2 \times 10^{-3}$
$X$	$40$	$6{}5 \times 10^{-4}$
$Y$	$20$	$1{}5 \times 10^{-1}$
$Y$	$40$	$8{}0 \times 10^{-2}$

Buna göre, $X$ ve $Y$ sıvıları ile ilgili;

I. Aynı sıcaklıkta $Y$ sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri $X$ sıvısınınkinden daha güçlüdür.
II. Sıcaklık artışı, her iki sıvının da taneciklerinin kinetik enerjisini artırarak viskozitelerini azaltır.
III. $20\ ^\circ\text{C}$ 'taki $X$ sıvısının viskozitesi, $40\ ^\circ\text{C}$ 'taki $Y$ s��vısının viskozitesinden büyüktür.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

I, II ve III

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

Birinci ve ikinci öncüller doğrudur.

Aynı sıcaklıkta viskozitesi yüksek olan sıvının tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri daha güçlü olduğundan birinci öncül doğrudur. Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırarak çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır ve her iki sıvının da viskozitesini düşürür, bu yüzden ikinci öncül de doğrudur. 20 °C'taki X sıvısının viskozitesi (

0{}0012\ \text{Pa}\cdot\text{s}

), 40 °C'taki Y sıvısının viskozitesinden (

0{}08\ \text{Pa}\cdot\text{s}

) küçük olduğu için üçüncü öncül yanlıştır.

Step-by-Step Solution

Aynı sıcaklıktaki X ve Y sıvılarının viskozite değerleri karşılaştırılarak moleküller arası çekim kuvvetleri analiz edilir.

20 °C'ta Y sıvısının viskozitesi (

1{}5 \times 10^{-1}\ \text{Pa}\cdot\text{s}

), X sıvısınınkinden (

1{}2 \times 10^{-3}\ \text{Pa}\cdot\text{s}

) çok daha büyüktür.

Aynı sıcaklıkta viskozitesi (akmaya kar��ı direnci) büyük olan sıvının tanecikleri arasındaki çekim kuvveti daha güçlüdür. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.

Sıcaklık değişiminin viskozite üzerindeki etkisi incelenir.

Tabloda sıcaklık 20 °C'tan 40 °C'a çıktığında X'in viskozitesi

1{}2 \times 10^{-3}

'ten

6{}5 \times 10^{-4}

'e, Y'nin viskozitesi ise

1{}5 \times 10^{-1}

'den

8{}0 \times 10^{-2}

'ye düşmüştür.

Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırır, böylece moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi zayıflar ve sıvıların viskozitesi azalır (akışkanlığı artar). Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.

20 °C'taki X sıvısının viskozitesi ile 40 °C'taki Y sıvısının viskozitesi sayısal olarak karşılaştırılır.

X'in 20 °C'taki viskozitesi

0{}0012\ \text{Pa}\cdot\text{s}

, Y'nin 40 °C'taki viskozitesi ise

0{}08\ \text{Pa}\cdot\text{s}

'dir.

0{}0012 < 0{}08

olduğundan 20 °C'taki X sıvısının viskozitesi, 40 °C'taki Y sıvısının viskozitesinden küçüktür. Bu nedenle üçüncü öncül yanlıştır.

Key Concept

Sıvılarda viskozite; sıvının cinsine (moleküller arası çekim kuvvetlerine) ve sıcaklığa bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvvetleri güçlü olan sıvıların viskozitesi büyük, sıcaklık arttıkça ise sıvıların viskozitesi küçüktür.

Estimated Time:2m 0s

Question 9Question →

Aynı dış basınç altında bulunan aşağıdaki sıvı örneklerini, akışkanlıkları en fazla olandan en az olana doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Sıvı örneklerinin akışkanlıkları en fazla olandan en az olana doğru sıralanışı:

25^\circ\text{C}

'deki saf etil alkol >

70^\circ\text{C}

'deki saf gliserin >

25^\circ\text{C}

'deki saf gliserin şeklindedir.

Doğru sıralama, moleküller arası çekim kuvvetleri en zayıf olan etil alkolün en akışkan olması, sıcaklık artışıyla gliserinin akışkanlığının artması ve oda sıcaklığındaki gliserinin en az akışkan olması esasına dayanır.

Step-by-Step Solution

Moleküller arası çekim kuvvetlerinin kıyaslanması

Gliserin (

C_3H_8O_3

) molekülünde 3 adet -OH grubu bulunurken, etil alkol (

C_2H_5OH

) molekülünde sadece 1 adet -OH grubu bulunur. Bu durum gliserin moleküllerinin daha fazla hidrojen bağı kurmasını ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin etil alkole göre belirgin şekilde daha güçlü olmasını sağlar.

Moleküller arası çekim kuvveti ne kadar zayıfsa, sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç (viskozite) o kadar az, akışkanlığı ise o kadar fazla olur.

Sıcaklık faktörünün akışkanlığa etkisinin belirlenmesi

Aynı tür sıvı olan gliserin örneklerinden sıcaklığı

70^\circ\text{C}

olanın, moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi daha yüksektir. Bu durum tanecikler arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır.

Sıcaklık arttıkça sıvıların viskozitesi azalır ve akışkanlığı artar. Bu nedenle

70^\circ\text{C}

'deki gliserin,

25^\circ\text{C}

'deki gliserinden daha akışkandır.

Tüm etkenler birleştirilerek akışkanlık sıralamasının oluşturulması

Etil alkolün moleküller arası çekim kuvvetleri çok zayıf olduğundan oda sıcaklığında (

25^\circ\text{C}

) bile gliserinin sıcak halinden (

70^\circ\text{C}

) çok daha akışkandır. Gliserin örnekleri arasında ise sıcak olan daha akışkandır. Sonuç olarak akışkanlık sıralaması etil alkol (

25^\circ\text{C}

) > gliserin (

70^\circ\text{C}

) > gliserin (

25^\circ\text{C}

) şeklindedir.

Hem kimyasal türün yapısı (hidrojen bağları) hem de sıcaklık faktörü birlikte değerlendirilerek nihai akışkanlık sıralamasına ulaşılır.

Key Concept

Sıvılarda viskozite ve akışkanlık özellikleri; moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü (hidrojen bağı sayısı) ve sıcaklık değişimi ile ters orantılı olarak değişir.

Estimated Time:2m 0s

Question 10Question →

Aşağıda verilen sıvı örneklerini, aynı dış basınç altında viskoziteleri (akmaya karşı gösterdikleri dirençler) en fazla olandan en az olana doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Sıvıların viskozitelerine göre en fazla olandan en az olana doğru sıralaması:

25^\circ\text{C}

'taki gliserin,

25^\circ\text{C}

'taki saf su ve

50^\circ\text{C}

'taki saf su şeklindedir.

Sıvıların viskozitesi, moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücüyle doğru, sıcaklıkla ise ters orantılıdır. Gliserinin hem molekül büyüklüğü hem de molekül başına düşen -OH grubu sayısı suya göre fazla olduğu için moleküller arası çekim kuvvetleri en güçlüdür ve viskozitesi en büyüktür. Aynı maddeden oluşan su örneklerinde ise sıcaklığı düşük olan

25^\circ\text{C}

'taki suyun viskozitesi, sıcaklığı yüksek olan

50^\circ\text{C}

'taki suyun viskozitesinden fazladır.

Step-by-Step Solution

Gliserin ve su moleküllerinin yapısını ve moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştırın.

Gliserin moleküllerinde üç tane -OH grubu bulunması ve molekülün daha büyük olması, onun suya göre daha güçlü hidrojen bağları ve moleküller arası çekim kuvveti oluşturmasını sağlar.

Moleküller arası çekim kuvvetleri arttıkça sıvının viskozitesi artar.

Aynı sıvı için sıcaklık değişiminin viskoziteye etkisini değerlendirin.

25^\circ\text{C}

sıcaklıktaki saf suyun viskozitesi,

50^\circ\text{C}

sıcaklıktaki saf suyun viskozitesinden büyüktür.

Sıcaklık arttıkça sıvı taneciklerinin kinetik enerjisi artar ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin üstesinden gelinmesi kolaylaşır, bu da viskozitenin azalmasına yol açar.

Elde edilen bilgileri bir araya getirerek viskozitesi en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayın.

Viskozite sıralaması gliserin (

25^\circ\text{C}

) > saf su (

25^\circ\text{C}

) > saf su (

50^\circ\text{C}

) şeklindedir.

Hem moleküller arası etkileşimin gücü hem de düşük sıcaklık viskozitenin yüksek olmasını sağlar.

Key Concept

Sıvılarda viskoziteyi etkileyen faktörler (sıcaklık ve moleküller arası çekim kuvvetleri)

Estimated Time:1m 30s

Question 11Question →

Özdeş üç dereceli silindire aynı sıcaklıkta eşit hacimlerde etil alkol ( $C_2H_5OH$ ), etandiol ( $C_2H_4(OH)_2$ ) ve gliserin ( $C_3H_5(OH)_3$ ) sıvıları konulmuştur. Bu silindirlerin üst hizalarından aynı anda özdeş çelik bilyeler serbest bırakıldığında, bilyelerin silindirlerin tabanına ulaşma süreleri arasındaki ilişki $t_{\text{gliserin}} > t_{\text{etandiol}} > t_{\text{etil alkol}}$ şeklinde ölçülmüştür.

Buna göre, sıvılar ve yapılan deneyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri en güçlü olduğundan, akmaya karşı gösterdiği direnç en fazladır.

Molekül içi hidrojen bağları en güçlü olan etil alkolün viskozitesi en büyük olduğundan, bilyenin bu sıvıdaki ortalama hızı en fazladır.

Deneyin yapıldığı sıcaklık artırılırsa, gliserin sıvısının viskozitesi artacağından bilyenin tabana ulaşma süresi daha da uzar.

Etandiol sıvısının sıcaklığı düşürülürse, sıvının viskozitesi azalır ve bilyenin tabana ulaşma süresi kısalır.

Aynı sıcaklıkta etil alkolün viskozitesi etandiolden daha büyük olduğundan akışkanlığı daha azdır.

Show answer & explanation

Answer: Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri en güçlü olduğundan, akmaya karşı gösterdiği direnç en fazladır.

Answer

Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri en güçlü olduğundan, akmaya karşı gösterdiği direnç en fazladır.

Deneyde ölçülen sürelerin karşılaştırılması

t_{\text{gliserin}} > t_{\text{etandiol}} > t_{\text{etil alkol}}

şeklindedir. Bilyenin sıvıda daha yavaş hareket ederek tabana daha geç ulaşması, o sıvının akmaya karşı daha fazla direnç gösterdiğini yani viskozitesinin daha büyük olduğunu gösterir. Buna göre viskozitesi en büyük olan sıvı gliserindir. Gliserin moleküllerinin yapısında 3 adet –OH grubu bulunur ve moleküller arası hidrojen bağları etil alkol ve etandiolden daha güçlüdür. Bu durum viskozitesinin en yüksek olmasına yol açar.

Step-by-Step Solution

Sıvıların viskoziteleri ve bilyelerin düşme süreleri arasındaki ilişkiyi belirlemek.

Bilyenin tabana ulaşma süresi ne kadar uzunsa sıvının akmaya karşı direnci (viskozitesi) o kadar büyüktür. Süreler arasındaki ilişki

t_{\text{gliserin}} > t_{\text{etandiol}} > t_{\text{etil alkol}}

olduğuna göre viskozite sıralaması

\text{Gliserin} > \text{Etandiol} > \text{Etil alkol}

şeklindedir.

Bilyenin sıvıda hareket ederken karşılaştığı sürtünme direnci doğrudan sıvının viskozitesine bağlıdır.

Sıvıların moleküler yapılarını ve moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştırmak.

Etil alkol (

C_2H_5OH

) molekül başına 1 adet, etandiol (

C_2H_4(OH)_2

) molekül başına 2 adet, gliserin (

C_3H_5(OH)_3

) ise molekül başına 3 adet hidrojen bağı yapabilen hidroksil (–OH) grubu içerir. Bu nedenle aynı sıcaklıkta moleküller arası çekim kuvveti en güçlü olan gliserin, en zayıf olan ise etil alkoldür.

Hidrojen bağları moleküller arası çekim kuvvetini belirleyen en önemli etkenlerden biridir. Hidroksil grubu sayısı arttıkça etkin hidrojen bağı sayısı ve çekim kuvvetleri artar.

Sıcaklık ve viskozite ilişkisini değerlendirmek.

Sıcaklık artışı moleküllerin kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır, bu da viskozitenin düşmesine ve akışkanlığın artmasına neden olur.

Sıcaklık ile viskozite ters orantılıdır.

Key Concept

Sıvılarda viskozite; sıvının cinsine (moleküller arası çekim kuvvetlerine) ve sıcaklığa bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvvetleri arttıkça viskozite artar, sıcaklık arttıkça ise viskozite azalır.

Question 12Question →

Büyük petrol boru hatlarında taşınan ham petrolün akış hızını artırmak ve boru hattında tıkanmaları önlemek amacıyla, boru hattının belirli aralıklarında petrolün ısıtılması yoluna gidilir.

Buna göre, ham petrole uygulanan ısıtma işleminin akış hızını artırma gerekçesi ve sıvılarda viskozite özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Sıcaklığın artırılmasıyla petrol�� oluşturan taneciklerin kinetik enerjisi artar ve akışkanlığa karşı gösterilen direnç olan viskozite değeri yükselir.

Sıcaklık artışı taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin üstesinden gelinmesini kolaylaştırır; bu durum viskoziteyi azaltırken akışkanlığı artırır.

Aynı sıcaklıkta, moleküller arası çekim kuvveti petrolden daha zayıf olan başka bir sıvı kullanılsaydı, bu sıvının viskozitesi daha yüksek olurdu ve boru hattından daha yavaş akardı.

Sıcaklık artışı sıvının akışkanlığını artırır ancak akışkanlık ile viskozite doğru orantıl�� özellikler olduğundan viskozite değerinin de artması beklenir.

Petrolü oluşturan moleküllerin kendi yapısındaki karbon (

C

) ve hidrojen (

H

) atomları arasındaki kovalent bağlar güçlü hidrojen bağları olduğundan, sıcaklık artışı sıvının akış hızını değiştiremez.

Show answer & explanation

Answer: Sıcaklık artışı taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin üstesinden gelinmesini kolaylaştırır; bu durum viskoziteyi azaltırken akışkanlığı artırır.

Answer

Sıcaklık artışının taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini zayıflattığı, viskoziteyi azalttığ�� ve akışkanlığı artırdığı yönündeki açıklama doğrudur.

Sıcaklık artışı, sıvı moleküllerinin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini zayıflatır. Bu durum, sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç olan viskoziteyi düşürür ve sıvının daha kolay akmasını (akışkanlığının artmasını) sağlar. Bu nedenle, sıcaklık artışının moleküller arası çekim kuvvetlerini yenmeyi kolaylaştırarak viskoziteyi azalttığı ve akışkanlığı artırdığı yönündeki açıklama doğrudur.

Step-by-Step Solution

Sıcaklık ve viskozite arasındaki ilişkinin belirlenmesi.

Sıcaklık arttıkça sıvıların moleküllerinin kinetik enerjisi artar ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi azalır. Bu durum sıvının akmaya karşı gösterdiği direnci yani viskozitesini düşürür.

Isıtma işleminin petrolün akışını nasıl kolaylaştırdığını açıklamak.

Viskozite ile akışkanlık arasındaki ilişkinin kurulması.

Viskozite ile akışkanlık ters orantılı özelliklerdir. Sıcaklık artışı nedeniyle viskozitesi azalan sıvının akışkanlığı ve dolayısıyla akış hızı artar.

Boru hattındaki akış hızının artış nedenini teorik olarak doğrulamak.

Kimyasal bağ türlerinin ve moleküller arası kuvvetlerin değerlendirilmesi.

Molekül içi kovalent bağlar hidrojen bağları değildir. Viskozite gibi fiziksel özellikler molekül içi bağlara değil, moleküller arası zayıf etkileşimlerin gücüne bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvveti zayıf olan sıvıların viskozitesi de düşük olur.

Seçeneklerde yer alan hatalı bağ ve kuvvet tanımlarını eleyerek doğru sonuca ulaşmak.

Key Concept

Sıvılarda viskozite ve akışkanlık kavramlarının sıcaklık ve moleküller arası çekim kuvvetleri ile ilişkisi.

Sıvılarda Viskozite ve Viskoziteyi Etkileyen Faktörler

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes