Soru

Zorluk: OrtaSıvı Üzerinde Toplanan Gazlar

Deniz seviyesinde (Ps¸=760 mmHgP_{\text{dış}} = 760\text{ mmHg}) ve 25C25^\circ\text{C} sıcaklıkta, içerisinde bir miktar sıvı su (H2O(s)H_2O(s)), su buharı (H2O(g)H_2O(g)) ve ideal He(g)He(g) gazı barındıran esnek bir balon dengededir. Bu balon, sıcaklığı değiştirilmeden dış basıncın 700 mmHg700\text{ mmHg} olduğu bir dağın zirvesine götürülüp sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor. 25C25^\circ\text{C}'ta suyun denge buhar basıncı 24 mmHg24\text{ mmHg} olduğuna göre; bu süreçte balonun hacminin artması sonucunda sıvı su miktarının azaldığı ve helyum gazının kısmi basıncının 736 mmHg736\text{ mmHg}'den 676 mmHg676\text{ mmHg}'ye dü��tüğü ifadesi doğru mudur?

Cevap: Cevap

Cevap

Verilen ifade doğrudur.
Doğru olan seçenekte helyumun kısmi basıncındaki değişim doğru hesaplanmış ve hacim artışı sonucu sıvı suyun buharlaşarak sıvı miktarını azaltacağı doğru öngörülmüştür.

Adım Adım Çözüm

1
Balonun başlangıç durumundaki (deniz seviyesindeki) helyum gazının kısmi basıncını hesaplamak.
PHe, ilk=Ptoplam, ilkPH2O=76024=736 mmHgP_{\text{He, ilk}} = P_{\text{toplam, ilk}} - P_{\text{H}_2\text{O}} = 760 - 24 = 736\text{ mmHg}
Esnek balonda toplam iç basınç dış basınca eşittir ve Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu'na göre toplam basınç gazların kısmi basınçlarının toplamıdır.
2
Balonun son durumundaki (dağ zirvesindeki) helyum gazının kısmi basıncını hesaplamak.
PHe, son=Ptoplam, sonPH2O=70024=676 mmHgP_{\text{He, son}} = P_{\text{toplam, son}} - P_{\text{H}_2\text{O}} = 700 - 24 = 676\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit kaldığı için suyun denge buhar basıncı 24 mmHg24\text{ mmHg} olarak sabit kalır ancak esnek balonun toplam iç basıncı yeni dış basınca (700 mmHg700\text{ mmHg}) eşitlenir.
3
Hacim değişimi ve sıvı su miktarı arasındaki ilişkiyi analiz etmek.
Balon hacmi artar, sıvı su miktarı azalır.
Helyumun kısmi basıncının düşmesi balon hacminin arttığını gösterir. Hacim arttığında birim hacimdeki buhar molekülü sayısını sabit tutabilmek (buhar basıncını korumak) için sıvı suyun bir kısmı buhar fazına geçer.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazlarda dış basınç değişimi ve suyun denge buhar basıncının sıcaklık dışındaki faktörlerden etkilenmemesi
Bu soruyu puanla