Sabit sıcaklıkta, pistonlu kapalı bir kapta sıvı su (H_2O(s)), üzerinde su buharı (H_2O(g)… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Sabit sıcaklıkta, pistonlu kapalı bir kapta sıvı su ( $H_2O(s)$ ), üzerinde su buharı ( $H_2O(g)$ ) ve ideal $He$ gazı dengededir. $25^\circ\text{C}$ sıcaklıkta kabın hacmi $2V$ iken kaptaki toplam basınç $380\text{ mmHg}$ olarak ölçülmektedir. Sabit sıcaklıkta piston $V$ konumuna getirilerek sabitleniyor ve sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor. Buna göre, son durumda kaptaki toplam basınç kaç $\text{mmHg}$ olur? ( $25^\circ\text{C}$ 'ta suyun denge buhar basıncı $20\text{ mmHg}$ 'dir. Sıvı hacmindeki değişim ve $He$ gazının suda çözünmesi ihmal edilecektir.)

A
$760$
$740$ Cevap
C
$720$
D
$380$
E
$200$

Cevap

Son durumda kaptaki toplam basınç

740\text{ mmHg}

olur.

Doğru cevap

740\text{ mmHg}

'dir. Sıvı suyla dengede bulunan su buharının basıncı, sabit sıcaklıkta hacim değişiminden etkilenmez. İlk durumda

380\text{ mmHg}

olan toplam basıncın

20\text{ mmHg}

'si su buharına, kalan

360\text{ mmHg}

'si ise ideal

He

gazına aittir. Hacim yarıya (

2V

'den

V

'ye) indirildiğinde,

He

gazının kısmi basıncı iki katına çıkarak

720\text{ mmHg}

olur. Suyun buhar basıncı ise sıcaklık değişmediği için

20\text{ mmHg}

olarak sabit kalır. Son durumdaki toplam basınç

720 + 20 = 740\text{ mmHg}

olur.

Adım Adım Çözüm

Başlangıçtaki helyum gazının kısmi basıncını bulun.

P_{He} = 360\text{ mmHg}

Toplam basınçtan suyun buhar basıncı çıkarılır:

P_{\text{toplam}} = P_{He} + P_{\text{buhar}} \Rightarrow 380 = P_{He} + 20 \Rightarrow P_{He} = 360\text{ mmHg}

Hacim

2V

'den

V

'ye düşürüldüğünde helyum gazının yeni kısmi basıncını hesaplayın.

P'_{He} = 720\text{ mmHg}

Sıcaklık sabitken ideal bir gazın basıncı hacmiyle ters orantılıdır (Boyle Yasası):

P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \Rightarrow 360 \cdot 2V = P'_{He} \cdot V \Rightarrow P'_{He} = 720\text{ mmHg}

Son durumdaki toplam basıncı hesaplayın.

P'_{\text{toplam}} = 740\text{ mmHg}

Sıcaklık sabit kaldığından suyun denge buhar basıncı değişmez (

P'_{\text{buhar}} = 20\text{ mmHg}

). Son toplam basınç, helyumun yeni kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamıdır:

P'_{\text{toplam}} = 720 + 20 = 740\text{ mmHg}

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazlarda, sabit sıcaklıkta hacim değişimi ideal gazın kısmi basıncını etkilerken sıvının denge buhar basıncını değiştirmez.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru