Examkin

Soru

Zorluk: OrtaSıvı Üzerinde Toplanan Gazlar

Şekildeki yatay sürtünmesiz pistonlu kapta, t ∘Ct\ ^\circ\text{C} sıcaklıkta sıvı su, su buharı ve ideal argon (ArAr) gazı dengededir. Gaz fazının hacmi 3V3V, kaptaki toplam basınç ise 380 mmHg380\text{ mmHg} olarak ölçülmüştür.

Aynı sıcaklıkta piston sabit hızla itilerek gaz hacmi VV konumuna getirilip sabitleniyor ve sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor.

Buna göre, son durumda kaptaki toplam basınç kaç mmHg\text{mmHg} olur?
(Sıvı hacmindeki değişim ihmal edilecektir. t ∘Ct\ ^\circ\text{C}'ta suyun denge buhar basıncı 20 mmHg20\text{ mmHg}'dir.)

  1. A
    1140
  2. B
    1120
  3. 1100Cevap
  4. D
    1080
  5. E
    140

Cevap

Son durumda kaptaki toplam basınç 1100 mmHg1100\text{ mmHg} olur.
Başlangıçtaki argon gazının kısmi basıncı 380−20=360 mmHg380 - 20 = 360\text{ mmHg}'dir. Sabit sıcaklıkta hacim 3V3V'den VV'ye düşürüldüğünde argon gazının kısmi basıncı 3 katına çıkarak 360×3=1080 mmHg360 \times 3 = 1080\text{ mmHg} olur. Kapta sıvı su bulunmaya devam ettiği için suyun denge buhar basıncı 20 mmHg20\text{ mmHg} olarak sabit kalır. Bu durumda yeni toplam basınç 1080+20=1100 mmHg1080 + 20 = 1100\text{ mmHg} olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Argon gazının başlangıçtaki kısmi basıncını hesaplayın.
PAr=360 mmHgP_{Ar} = 360\text{ mmHg}
Kaptaki toplam basınç, ideal argon gazının kısmi basıncı ile suyun denge buhar basıncının toplamına eşittir (Ptoplam=PAr+PH2OP_{toplam} = P_{Ar} + P_{H_2O}).
2
Hacim 3V3V'den VV'ye düşürüldüğünde argon gazının yeni kısmi basıncını bulun.
PAr′=1080 mmHgP'_{Ar} = 1080\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit olduğundan, argon gazı için Boyle-Mariotte Yasası (P1V1=P2V2P_1V_1 = P_2V_2) uygulanır. Hacim 1/31/3 oranına indiğinde gazın kısmi basıncı 3 katına çıkar.
3
Yeni toplam basıncı hesaplayın.
Ptoplam′=1100 mmHgP'_{toplam} = 1100\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit kaldığı ve ortamda sıvı su bulunmaya devam ettiği için suyun denge buhar basıncı değişmez (PH2O′=20 mmHgP'_{H_2O} = 20\text{ mmHg}). Yeni toplam basınç, argonun yeni basıncı ile suyun buhar basıncının toplamıdır.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazların toplam basınç hesaplamaları ve hacim değişiminin buhar basıncına etkisi.
Bu soruyu puanla

Konular

Sıvı Üzerinde Toplanan Gazlar

Bu konudan daha fazla soru