Enerji Kaynakları ve Bilimsel Gelişmeler

13 soru

Tüm türler13 Çoktan seçmeli8 Doğru / Yanlış1 Eşleştirme4

Yeşil kimya; kimyasal süreçlerin tasarım aşamasında çevreye ve insan sağlığına zararlı maddelerin kullanımını ve oluşumunu azaltmayı veya tamamen ortadan kaldırmayı amaçlayan bir yaklaşımdır. Bu yaklaşıma göre, kirlilik oluştuktan sonra temizlemek yerine kirliliği kaynağında önlemek esastır.

Bir kimya fabrikası, üretim süreçlerini yeşil kimya felsefesine uygun hale getirmek amacıyla bazı düzenlemeler planlamaktadır:

I. Üretim esnasında açığa çıkan gazların atmosfere karışmasını engellemek için fabrika bacalarına yüksek verimli filtre üniteleri kurulması
II. Reaksiyonlarda verimi ve seçiciliği artırarak istenmeyen yan ürün atıklarını en aza indiren biyokatalizörlerin kullanılması
III. Sentez aşamalarında fosil yakıt türevi çözücüler yerine bitkisel nişastadan elde edilen yenilenebilir alternatiflerin tercih edilmesi

Buna göre, planlanan bu düzenlemelerden hangileri yeşil kimya ilkeleri kapsamında doğrudan değerlendirilemez?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yalnız I

Cevap

Yalnız I öncülünün yeşil kimya ilkeleri kapsamında doğrudan değerlendirilemeyeceğini, çünkü bu işlemin bir kirlilik önleme değil, oluştuktan sonra atık arıtma işlemi olduğunu ifade eden seçenek doğrudur.

Yalnız I öncülünü içeren seçenek doğrudur. Yeşil kimya, kirliliğin oluştuktan sonra temizlenmesini değil, kaynağında önlenmesini (atıkların hiç oluşmamasını) hedefler. Fabrika bacalarına filtre takılması, atık gazlar oluştuktan sonra havaya karışmasını önlemeye yönelik bir arıtma/iyileştirme işlemidir ve doğrudan yeşil kimya prensipleri arasında değerlendirilmez. Biyolojik katalizörlerin kullanımı (katalizör kullanımı ilkesi) ve bitkisel ham maddelerin tercih edilmesi (yenilenebilir besleme stokları kullanımı ilkesi) ise doğrudan yeşil kimya ilkelerindendir.

Adım Adım Çözüm

Yeşil kimyanın temel felsefesini analiz etme.

Yeşil kimya, atıkların oluştuktan sonra temizlenmesi veya arıtılması yerine, kimyasal süreçlerin başlangıcında kirliliğin önlenmesini ve atık oluşmamasını hedefler.

Uygulamaların hangisinin kaynağında önleme, hangisinin ise sonradan temizleme (arıtma) yöntemi olduğunu ayırt etmek gerekir.

Birinci öncülü değerlendirme.

Fabrika bacalarına filtre takılması, yanma veya üretim sonucu ortaya çıkan atık gazların atmosfere karışmasını engellemeye yönelik bir arıtma/temizleme yöntemidir. Kirlilik kaynağında önlenmemiş, oluştuktan sonra tutulmaya çalışılmıştır. Dolayısıyla doğrudan yeşil kimya ilkesi değildir.

Atık yönetimi ve arıtma teknolojileri yeşil kimyanın birincil önleme ilkelerinden ayrılır.

İkinci ve üçüncü öncülleri değerlendirme.

Biyolojik katalizör kullanımı kimyasal süreçlerin verimini artırıp atıkları azaltarak yeşil kimyanın katalizör ilkesine; bitkisel ham madde kullanımı ise yenilenebilir besleme stokları kullanılması ilkesine uyar. Her iki yöntem de doğrudan yeşil kimya ilkeleri kapsamındadır.

Katalizör ve yenilenebilir ham madde kullanımı, kirliliği daha en başından ve süreç içinde önlemeyi hedefleyen tasarımlardır.

Anahtar Kavram

Yeşil kimya ilkeleri, atık oluşumunu kaynağında önlemeyi hedefler; kirlilik oluştuktan sonra yapılan temizleme ve arıtma işlemleri doğrudan yeşil kimyanın tasarım prensipleri arasında yer almaz.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 2Soru →

Sürdürülebilirlik çalışmaları kapsamında kimyasal üretim süreçlerinin çevreye ve insan sağlığına olan olumsuz etkilerini en aza indirmeyi hedefleyen Yeşil Kimya, 12 temel prensip üzerine kurulmuştur. Bu prensiplerin temel felsefesi; kirliliği veya atığı oluştuktan sonra temizlemek ya da arıtmak yerine, henüz tasarım aşamasındayken kaynağında engellemektir.

Bir endüstriyel kimya tesisinde bu hedefler doğrultusunda şu düzenlemeler yapılmıştır:

I. Üretim süreci sonucunda açığa çıkan asidik atık suların, alıcı ortama deşarj edilmeden önce bazik maddelerle nötralleştirilmesi
II. İlaç hammaddesi sentezinde yan ürün oluşumunu ve basamak sayısını azaltmak amacıyla seçici bir enzim (biyokatalizör) kullanılması
III. Ambalaj malzemesi üretiminde petrol türevi polimerler yerine, tarımsal atıklardan elde edilen biyobozunur polilaktik asit polimerinin hammadde olarak tercih edilmesi

Buna göre, bu düzenlemelerden hangileri doğrudan Yeşil Kimya prensipleri kapsamında yer alır?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

İkinci ve üçüncü öncülleri içeren seçenek doğrudur.

İkinci öncüldeki seçici enzim kullanımı (katalizör kullanımı ve türevlerin azaltılması) ile üçüncü öncüldeki biyobozunur polimer kullanımı (yenilenebilir hammadde kullanımı ve bozunabilir tasarım) doğrudan Yeşil Kimya prensiplerine uygundur. Birinci öncüldeki nötralleştirme işlemi ise atık oluştuktan sonra gerçekleştirilen bir ıslah (arıtma) çalışmasıdır ve kaynağında önleme esasına dayanan Yeşil Kimya kapsamına girmez.

Adım Adım Çözüm

Birinci öncüldeki atık su nötralleştirme işlemini değerlendirmek.

Bu işlem, atık oluştuktan sonra çevreye zarar vermesini önlemek için yapılan bir ıslah (remediasyon) çalışmasıdır. Yeşil Kimya ise atık oluşumunu kaynağında önlemeyi amaçlar, dolayısıyla bu kapsamda değerlendirilemez.

Yeşil Kimya'nın temel felsefesi olan kirliliği oluşmadan önce engelleme (önleme) ilkesine aykırıdır.

İkinci öncüldeki enzim kullanımını değerlendirmek.

Enzim (biyokatalizör) kullanımı, Yeşil Kimya'nın 'Katalizör Kullanımı' ve ara ürün/atık azaltımını hedefleyen 'Türevlerin Azaltılması' ilkeleriyle doğrudan örtüşür.

Seçici katalizörler reaksiyon verimini artırır ve gereksiz yan ürün oluşumunu engeller.

Üçüncü öncüldeki biyobozunur polimer kullanımını değerlendirmek.

Mısır koçanı gibi tarımsal atıklardan elde edilen polilaktik asit kullanımı, Yeşil Kimya'nın 'Yenilenebilir Hammadde Kullanımı' ve doğada kolayca parçalanabilmesini öngören 'Bozunabilir Tasarım' ilkelerine uygundur.

Fosil kaynaklar yerine yenilenebilir biyokütle kaynaklarının hammadde olarak kullanılması sürdürülebilirliği destekler.

Anahtar Kavram

Yeşil Kimya ve Sürdürülebilirlik Prensipleri

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 3Soru →

Aşağıda verilen karbon allotropları ve nanoyapılarını, bu yapıların en belirgin kristal/bağ özellikleri ve geometrileriyle doğru olacak şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Grafen iki boyutlu düzlemsel yapıyla, Karbon nanotüp silindirik nanoyapıyla, Fulleren yapay nano kafes yapısıyla ve Elmas üç boyutlu doğal yapıyla eşleşir.

Eşleştirme, allotropların melezleşme türleri (

sp^2

sp^3

), boyutsal özellikleri (2D ve 3D) ve geometrileri dikkate alınarak doğru şekilde tamamlanmıştır.

Adım Adım Çözüm

Grafen özelliklerini belirleme

Grafen, karbonun iki boyutlu, tek atom kalınlığındaki

sp^2

hibritleşmiş düzlemsel allotropudur.

Grafenin boyutsal yapısını ve melezleşmesini doğrulamak.

Karbon nanotüp özelliklerini belirleme

Karbon nanotüp, grafen tabakasının silindirik rulo haline getirilmesiyle oluşan yapay bir allotroptur.

Silindirik nano yapının nanotüplere ait olduğunu saptamak.

Fulleren özelliklerini belirleme

Fulleren, beşgen ve altıgen halkalardan oluşan küresel veya eliptik yapay kafes yapılarıdır.

Yapay kafes yapısının fulleren ile eşleştiğini doğrulamak.

Elmas özelliklerini belirleme

Elmas, karbon atomlarının

sp^3

hibritleşmesi yaptığı üç boyutlu düzgün dörtyüzlü ağ yapısındaki doğal allotroptur.

Elmasın kristal yapısını ve hibritleşmesini belirlemek.

Anahtar Kavram

Karbon allotropları ve nanoteknolojik yapıların geometrik ve fiziksel özellikleri

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 4Soru →

Aşağıda verilen petrol ve doğal gaz ile ilgili kavramları, karşılarında karışık olarak verilen açıklamalarla en uygun şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG) - Propan (

C_3H_8

) ve bütan (

C_4H_{10}

) gazlarının sıvılaştırılmış karışımı; Sıkıştırılmış Doğal Gaz (CNG) - Metan (

CH_4

) gazından oluşan sıkıştırılmış yakıt; Ayrımsal Damıtma - Petrol bileşenlerini kaynama noktası farkına göre ayıran fiziksel yöntem.

Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG) propan ve bütan karışımıdır, Sıkıştırılmış Doğal Gaz (CNG) çoğunlukla metan gazından oluşur ve ayrımsal damıtma ham petrolün kaynama noktası farkına göre bileşenlerine ayrılmasını sağlayan yöntemdir.

Adım Adım Çözüm

LPG kavramının tanımını belirleme

LPG, sıvılaştırılmış petrol gazı olup temel bileşenleri propan (

C_3H_8

) ve bütandır (

C_4H_{10}

). Bu nedenle üçüncü açıklama ile eşleşir.

LPG'nin kimyasal bileşimini ve eldesini tanımlamak.

CNG kavramının tanımını belirleme

CNG, sıkıştırılmış doğal gazdır ve en büyük bileşeni metandır (

CH_4

). Bu nedenle birinci açıklama ile eşleşir.

Doğal gazın temel bileşenini ve CNG'nin fiziksel durumunu belirlemek.

Ayrımsal damıtma yönteminin amacını belirleme

Ayrımsal damıtma, ham petrolün kaynama noktaları farklı olan hidrokarbon bileşenlerine ayrılmasını sağlayan fiziksel işlemdir. Bu nedenle ikinci açıklama ile eşleşir.

Petrol rafinasyonunun temel ayrıştırma prensibini açıklamak.

Anahtar Kavram

Petrol ve doğal gaz bileşenleri ile bunların fiziksel ayrılma yöntemleri ve temel hidrokarbon içerikleri.

Soru 5Soru →

Fosil yakıtlar, milyonlarca yıl önce ya��amış bitki ve hayvan kalıntılarının havasız ortamda, yüksek basınç ve sıcaklık altında kimyasal değişime uğramasıyla oluşur. Kömürleşme süreci; turba, linyit, taş kömürü ve antrasit olmak ��zere sırasıyla gerçekleşen aşamalardan oluşur.

Aşağıdaki tabloda, üç farklı kömür örneğinin ( $X$ , $Y$ ve $Z$ ) laboratuvar analizleri sonucu belirlenen bazı özellikleri verilmiştir:

Kömür Örneği	Kütlece Karbon ( $\%$ )	Nem Oranı ( $\%$ )	Uçucu Madde Oranı ( $\%$ )
$X$	$65$	$30$	$45$
$Y$	$92$	$3$	$5$
$Z$	$82$	$8$	$20$

Buna göre, bu kömür örnekleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Jeolojik yaşları arasındaki ilişki

X > Z > Y

şeklindedir.

Eşit kütlelerinin tam yanmasıyla elde edilebilecek ısı enerjisi miktarı en az olanı

Y

örneğidir.

Eşit kütlelerinin tam verimle yanması sonucu çevreye salınan kükürtlü gaz emisyonu ve kül miktarı en fazla olanı

Y

örneğidir.

Z

örneği, demir-çelik sanayisinde demir cevherinin indirgenmesinde kullanılan ve koklaşma özelliği yüksek olan taş kömürü sınıfındadır.

Kömürleşme derecesi en yüksek olan

X

örneği, Türkiye'de rezervi en fazla olan kömür türüdür.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $Z$ örneği, demir-çelik sanayisinde demir cevherinin indirgenmesinde kullanılan ve koklaşma özelliği yüksek olan taş kömürü sınıfındadır.

Cevap

Z örneğinin demir-çelik sanayisinde demir cevherinin indirgenmesinde kullanılan ve koklaşma özelliği yüksek olan taş kömürü sınıfında olduğunu belirten ifade doğrudur.

Doğru seçenekte belirtildiği gibi, Z örneği karbon ve nem analizlerine göre taş kömürü sınıfında yer alır. Taş kömürü, yüksek ısı verimi ve koklaşabilme özelliği sayesinde demir-çelik sanayisinde demir cevherini indirgemek amacıyla kullanılan kok kömürü eldesinde birincil ham madde olarak kullanılır.

Adım Adım Çözüm

Kömür örneklerinin kütlece karbon, nem ve uçucu madde yüzdelerine bakılarak kömür türlerinin teşhis edilmesi.

X örneği

%65

karbon ve

%30

nem oran�� ile linyit; Y örneği

%92

karbon ve

%3

nem oranı ile antrasit; Z örneği ise

%82

karbon ve

%8

nem oranı ile taş kömürü sınıfındadır.

Kömürleşme sürecinde turba -> linyit -> taş kömürü -> antrasit sırası takip edildikçe karbon yüzdesi artar, nem ve uçucu madde oranları azalır.

Kömürleşme derecesi ve karbon yüzdesi ile jeolojik yaş arasındaki ilişkinin kurulması.

Jeolojik yaş sıralaması

Y > Z > X

şeklindedir.

Antrasit (Y) en yaşlı kömür türüyken, linyit (X) jeolojik olarak en genç kömürleşme aşamalarından biridir.

Birim kütle başına yanma sonucu açığa çıkan ısı enerjisinin (ısıl değer) karşılaştırılması.

Isıl değer sıralaması

Y > Z > X

şeklindedir.

Karbon oranı arttıkça ve nem oranı azaldıkça yanma verimi ve birim kütleden elde edilen ısı miktarı artar.

Taş kömürünün endüstriyel kullanım alanlarının analiz edilmesi.

Taş kömürü (Z), demir-çelik metalurjisinde koklaştırılarak yüksek fırınlarda demir cevherini indirgemek amacıyla kullanılır.

Yüksek fırınlarda hem ısı kaynağı hem de karbonmonoksit (

CO

) gazı üreterek demir oksitleri indirgeyecek kok kömürü eldesine en uygun olan kömür türü taş kömürüdür.

Anahtar Kavram

Kömürleşme Derecesine Göre Kömür Tiplerinin Fiziksel, Kimyasal ve Endüstriyel Özellikleri

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 6Soru →

Kömürleşme sürecindeki farklı aşamalarda bulunan üç farklı kömür örneğine ( $X$ , $Y$ ve $Z$ ) ait bazı özellikler aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Özellik	$X$ Örneği	$Y$ Örneği	$Z$ Örneği
Karbon kütle yüzdesi	$\%85 - \%90$	$\%50 - \%60$	$\%90 - \%95$
Nem oranı	Düşük	Çok Yüksek	Eser Miktarda
Isıl değer (Kalori)	Yüksek	Çok Düşük	En Yüksek

Buna göre, bu kömür örnekleri ve kömürleşme süreçleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Y

örneği, jeolojik açıdan en genç olan ve bitki kalıntılarının kömürleşme sürecindeki ilk aşamasını temsil eden turbadır.

Kömürlerin jeolojik yaşları arasındaki ilişki

Z > X > Y

şeklindedir.

Eşit kütleleri tamamen yakıldığında çevreye en fazla kül ve duman bırakan örnek

Y

iken, en temiz yanan örnek

Z

'dir.

Kömürleşme derecesi arttıkça kömürün nem oranı azalırken, karbon yüzdesi ve ısıl değeri artar.

Kömürlerin yapısındaki karbon atomları grafit allotropu yapısında olduğundan, karbon yüzdesi en yüksek olan

Z

örneği elektrik akımını en iyi ileten elektrik iletkenidir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kömürlerin yapısındaki karbon atomları grafit allotropu yapısında olduğundan, karbon yüzdesi en yüksek olan $Z$ örneği elektrik akımını en iyi ileten elektrik iletkenidir.

Cevap

Kömürlerin yapısındaki karbon atomlarının grafit yapısında olduğunu ve elektrik akımını ilettiğini iddia eden ifade yanlıştır.

Doğal kömür tipleri (turba, linyit, taş kömürü ve antrasit) kristal yapıda grafit allotropu içermezler. Amorf karbon yapısına sahip olduklarından elektrik akımını iletmezler. Bu yüzden kömürün grafit yapısında olduğunu ve elektrik akımını ilettiğini söyleyen seçenek yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

Tablodaki karbon yüzdesi, nem oranı ve ısıl değer verilerini inceleyerek kömür tiplerini belirleyin.

X

örneği taş kömürü,

Y

örneği turba ve

Z

örneği antrasittir.

Karbon yüzdesi arttıkça ısıl değer artar, nem oranı azalır. Buna göre sıralama Turba (

Y

) < Taş kömürü (

X

) < Antrasit (

Z

) şeklindedir.

Belirlenen kömür tiplerinin jeolojik yaşlarını, kömürleşme derecelerini ve yanma özelliklerini karşılaştırın.

Jeolojik yaş ve kömürleşme derecesi:

Z > X > Y

şeklindedir. Yanma sonucu oluşan kül ve duman miktarı safsızlığı en fazla olan

Y

örneğinde en yüksektir.

Antrasit (

Z

) en yaşlı ve en olgun kömürdür; turba (

Y

) ise en genç ve en ham aşamadır.

Kömürlerin mikroskobik yapısını ve elektriksel iletkenliğini değerlendirin.

Kömürler amorf yapıda olup grafit allotropunun düzenli altıgen halka yapısına sahip değildir, bu nedenle elektrik iletkenliği göstermezler.

Doğal kömür tipleri kristal allotroplar gibi düzenli karbon ağlarına sahip olmayan amorf yapılardır.

Anahtar Kavram

Kömür Tipleri ve Kömürleşme Sürecindeki Fiziksel/Kimyasal Değişimler

Soru 7Soru →

Yenilenebilir enerji kaynaklarının çalışma prensipleri ve bu kaynakların kullanımı sırasında karşılaşılan kimyasal veya fiziksel süreçler düşünüldüğünde, sol sütundaki enerji kaynaklarını sağ sütunda verilen doğru açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Biyokütle enerjisinin piroliz ile biyo-yakıt eldesine dayanan açıklamayla; jeotermal enerjinin çözünmüş silis minerallerinin çökelmesiyle oluşan sınırlılıkla; fotovoltaik güneş enerjisinin yarı iletken silisyum kristallerinin p-n ekleminde foton soğurmasıyla; rüzgar enerjisinin ise atmosferdeki gaz kütlelerinin kinetik enerjisinin elektromanyetik indüksiyonla elektrik akımına dönüşümüyle eşleştirilmesi gerekir.

Biyokütle enerjisi, organik atıkların piroliz veya gazlaştırma gibi ısıl/kimyasal bozunma süreçleriyle biyo-yakıt üretimidir. Jeotermal enerji tesislerinde en büyük problemlerden biri yer altından gelen yüksek sıcaklıklı akışkandaki çözünmüş minerallerin (örneğin silis) sıcaklık ve basınç değişimlerinde çökelerek boruları tıkamasıdır. Fotovoltaik piller, silisyum yarı iletkenlerinin p-n ekleminde ışık soğurmasıyla doğrudan elektrik akımı üretir. Rüzgar enerjisi ise gaz kütlelerinin kinetik enerjisinin indüksiyon prensibiyle jeneratörlerde elektrik enerjisine dönüşümüdür. Bu bilgilerle yapılan eşleştirme doğrudur.

Adım Adım Çözüm

Biyokütle enerjisi tanımını ve kimyasal dönüşüm yöntemlerini incelemek

Biyokütle kaynağı olan bitkisel ve hayvansal atıkların ısıl bozunması (piroliz) veya biyo-fermantasyonla biyo-yakıt üretimi açıklanmaktadır.

Biyokütle enerjisinin organik hammadde ve kimyasal bozunma süreçleriyle ilişkisini kurmak için.

Jeotermal enerjinin jeokimyasal özelliklerini ve teknik zorluklarını belirlemek

Yer altı sıcak akışkanlarındaki çözünmüş silis (

SiO_2

) gibi minerallerin sıcaklık/basınç düşüşüyle çözünürlüğünün azalıp çökelmesi (kabuklaşma) açıklanmaktadır.

Jeotermal enerji işletimindeki temel kimyasal kısıtlamayı tespit etmek için.

Fotovoltaik güneş pillerinin çalışma mekanizmasını katı hal fiziği ve yarı iletken kimyası yönüyle analiz etmek

Fotovoltaik sistemlerin yarı iletken silisyum katmanlarının p-n ekleminde foton soğurarak elektron hareketini başlatması açıklanmaktadır.

Güneş enerjisinin doğrudan elektriğe dönüşüm prensibini kavramak için.

Rüzgar enerjisinin fiziksel enerji dönüşüm aşamalarını belirlemek

Hava kütlelerinin kinetik enerjisinin jeneratörlerde indüksiyon yoluyla elektrik akımına dönüştürülmesi açıklanmaktadır.

Rüzgar enerjisinin mekanik ve elektromanyetik kökenini doğrulamak için.

Anahtar Kavram

Yenilenebilir enerji teknolojilerinin çalışma mekanizmaları, kimyasal süreçleri ve çevresel/teknik sınırlılıkları

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 8Soru →

Kömürün oluşumu, tipleri ve kullanım alanları ile ilgili;

I. Bitki kalıntılarının kömürleşme derecesi arttıkça nem oranı azalır ve karbon yüzdesi artar.
II. Kok kömürüne dönüştürülerek demir-çelik sanayisinde metalurjik amaçla kullanılan kömür türü taş kömürüdür.
III. Türkiye'de elektrik enerjisi üreten termik santrallerde ham madde olarak en yaygın kullanılan yerli kömür türü antrasittir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II

Doğru cevap, bitki kalıntılarının kömürleşmesi sürecinde nem oranının azalıp karbon yüzdesinin artması ifadesi ile taş kömürünün yüksek fırınlarda kok kömürüne dönüştürülerek demir-çelik üretiminde kullanılması ifadesinin birlikte yer aldığı seçenektir. Türkiye'de elektrik üretimi yapan termik santrallerde yaygın olarak kullanılan kömür türü linyit olup, antrasit değildir.

Adım Adım Çözüm

Kömürle��me derecesi ile nem ve karbon oranı arasındaki ilişkiyi incelemek.

Kömürleşme derecesi arttıkça (turba -> linyit -> taş kömürü -> antrasit) nem oranının azaldığı, karbon yüzdesinin ve dolayısıyla ısıl değerin arttığı belirlenir. Bu durumda birinci öncül doğrudur.

Kömürün olgunlaşma aşamalarını ve fiziksel/kimyasal değişimlerini anlamak için.

Taş kömürünün sanayideki kullanım alanını değerlendirmek.

Taş kömürünün yüksek ısı değerine sahip olması ve koklaşabilme özelliği sayesinde demir-çelik sanayisinde metalurjik indirgeyici ve yakıt (kok kömürü) olarak kullanıldığı belirlenir. Bu durumda ikinci öncül doğrudur.

Kömür tiplerinin endüstriyel önemini ve kullanım alanlarını belirlemek için.

Türkiye'deki termik santrallerde kullanılan kömür türünü ve antrasitin özelliklerini incelemek.

Türkiye'de elektrik üretimi amacıyla termik santrallerde en yaygın kullanılan yerli kömürün linyit olduğu, antrasitin ise ülkemizde rezervinin yok denecek kadar az olduğu belirlenir. Bu durumda üçüncü öncül yanlıştır.

Ülkemizin enerji kaynakları ve kullanım dağılımını analiz etmek için.

Anahtar Kavram

Kömürleşme sürecinin aşamaları, kömür türlerinin (turba, linyit, taş kömürü, antrasit) fiziksel ve kimyasal özellikleri, bu özelliklerin endüstriyel kullanım alanları ve Türkiye'nin enerji üretimiyle ilişkisi.

Soru 9Soru →

Petrol ve doğal gaz endüstrisinde kullanılan bazı temel kavramlar ile bu kavramların açıklamaları aşağıda karışık olarak verilmiştir. Buna göre, sol sütundaki kavramları sağ sütundaki en uygun açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

LPG kavramı propan ve bütan karışımı içeren sıvılaştırılmış gaz açıklamasıyla; CNG kavramı büyük oranda metan içeren sıkıştırılmış gaz açıklamasıyla; Katalitik Kraking kavramı büyük hidrokarbon zincirlerinin parçalanması açıklamasıyla; Reforming kavramı ise düşük oktanlı zincirlerin dallanmış/aromatik yapılara dönüştürülmesi açıklamasıyla eşleşir.

LPG'nin propan-bütan karışımı sıvılaştırılmış gaz, CNG'nin yüksek basınçlı metan gazı, krakingin hidrokarbon parçalama ve reformingin hidrokarbon yapısını oktan artıracak şekilde değiştirme süreçleri olduğu göz önüne alınarak doğru eşleşmeler sırasıyla yapılmıştır.

Adım Adım Çözüm

LPG ve CNG gibi yakıtların kimyasal bileşimlerinin analiz edilmesi

LPG'nin propan (

C_3H_8

) ve bütan (

C_4H_{10}

) karışımı olduğu, CNG'nin ise büyük oranda metan (

CH_4

) gazından oluştuğu belirlenir.

LPG ve CNG'nin ayırt edici temel bileşenlerinin eşleştirilmesi amacıyla bu adım uygulanır.

Kraking ve Reforming gibi petrol işleme yöntemlerinin kimyasal değişimlerinin analiz edilmesi

Kraking işleminin büyük hidrokarbonları parçalama (çatlatma), reforming işleminin ise oktan sayısını artırmak amacıyla düz zincirli hidrokarbonları dallanmış veya aromatik yapılara dönüştürme olduğu saptanır.

Petrol rafinerilerindeki temel dönüşüm reaksiyonlarının tanımlanması amacıyla bu adım uygulanır.

Kavramların açıklamalarla nihai olarak eşleştirilmesi

LPG ile üçüncü açıklama, CNG ile birinci açıklama, Katalitik Kraking ile dördüncü açıklama ve Reforming ile ikinci açıklama eşleştirilir.

Her bir terim için eşleşmenin doğruluğunun teyit edilmesi sağlanır.

Anahtar Kavram

Petrol ve Doğal Gaz Bileşenleri ile Rafineri İşlemleri

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 10Soru →

Fosil yakıtların çevreye verdiği zararları azaltmak ve sürdürülebilir bir enerji üretimi sağlamak amacıyla yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi giderek artmaktad��r. Ancak bu kaynakların eldesi, dönüşümü ve kullanımı süreçlerinde çeşitli kimyasal ve çevresel faktörler rol oynamaktadır.

Buna göre, yenilenebilir enerji kaynakları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Hidrojen gazı (

H_2

), yüksek enerji yoğunluğuna sahip temiz bir yakıt olup yer kabuğunda doğal gaz yataklarına benzer şekilde serbest elementel gaz rezervleri hâlinde bulunur.

Biyokütle enerjisi eldesi, tarımsal atıklar ve modern organik maddeler yerine yalnızca fosilleşmiş organik malzemelerin milyonlarca yıllık jeolojik süreçler sonucunda bozunmasıyla gerçekleştirilir.

Rüzgâr ve güneş enerjisi gibi sistemlerin işletilmesi ve üretim süreçleri, yaşam döngüleri boyunca çevre üzerinde doğrudan veya dolaylı hiçbir kimyasal atık ya da karbon salınımı yükü oluşturmaz.

Jeotermal akışkanın kullanım sonrasında tekrar yer altına gönderilmesi (reenjeksiyon), rezervuar basıncının korunmasını sağlarken zararlı kimyasal maddelerin yer üstü sularına karışmasını engeller.

Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren fotovoltaik pillerin ham maddesi olan yüksek saflıktaki silisyum elementi, doğada serbest hâlde bulunur ve sadece fiziksel yöntemlerle işlenir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Jeotermal akışkanın kullanım sonrasında tekrar yer altına gönderilmesi (reenjeksiyon), rezervuar basıncının korunmasını sağlarken zararlı kimyasal maddelerin yer üstü sularına karışmasını engeller.

Cevap

Jeotermal enerji santrallerinde yer altından çıkarılan akışkan (su-buhar karışımı) yüksek miktarda çözünmüş mineral, ağır metal ve gaz içerir. Bu akışkanın kullanıldıktan sonra tekrar yer altına enjekte edilmesi (reenjeksiyon), hem kaynağın (rezervuarın) basınç ve su dengesini koruyarak ömrünü uzatır hem de bu zararlı kimyasal maddelerin yer üstü sularına, toprağa ve atmosfere karışarak çevre kirliliğine yol açmasını önler. Bu nedenle reenjeksiyon ifadesi doğrudur.

Adım Adım Çözüm

Seçeneklerdeki yenilenebilir enerji kaynaklarına ait kimyasal ve çevresel süreçleri analiz etme.

Hidrojen gazının doğada serbest rezervler hâlinde bulunmadığı, biyokütlenin fosil yakıtlarla karıştırılmaması gerektiği, güneş ve rüzgâr enerjisi teknolojilerinin yaşam döngüleri boyunca dolaylı da olsa çevresel etkilerinin bulunduğu ve silisyumun doğada bileşikler hâlinde bulunup kimyasal işlemlerle saflaştırıldığı belirlenir.

Yenilenebilir enerji teknolojilerinin kimyasal üretim süreçlerini ve çevresel etkilerini doğru değerlendirmek.

Jeotermal enerjide reenjeksiyon işleminin amacını değerlendirme.

Kullanılan jeotermal akışkanın tekrar yer altına gönderilmesinin (reenjeksiyon), hem rezervuarın hidrolik dengesini ve basıncını koruduğu hem de akışkanda bulunan toksik maddelerin çevreye yayılmasını engellediği doğrulanır.

Jeotermal enerjinin kimyasal ve çevresel güvenlik prensiplerini analiz etmek.

Anahtar Kavram

Yenilenebilir enerji kaynaklarının sürdürülebilirliği, çevre kimyası ilişkisi ve kimyasal üretim/kullanım süreçleri.

Soru 11Soru →

Hidrojen gazının alternatif bir enerji kaynağı olarak depolanması ve kullanımıyla ilgili verilen; 'Birim kütle başına enerji verimi en yüksek olan hidrojen gazının kritik sıcaklığı çok düşük olduğundan, oda sıcaklığında basınç etkisiyle sıvılaştırılarak depolanması mümkün değildir.' ifadesi kimyasal açıdan doğru bir bilgi midir?

Doğru

Yanlış

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Verilen ifade kimyasal açıdan doğrudur.

Verilen ifade doğrudur çünkü hidrojenin birim kütle başına enerji verimi tüm yakıtlar arasında en yüksektir ve kritik sıcaklığı oda sıcaklığının çok altında olduğundan oda sıcaklığında basınçla sıvılaştırılamaz.

Adım Adım Çözüm

Hidrojenin birim kütle başına enerji değerinin değerlendirilmesi.

Hidrojen gazı, yaklaşık

120\text{ MJ/kg}

ile birim kütle başına enerji değeri en yüksek olan yakıttır.

Hidrojen oldukça hafif bir gaz olup, kütlesine oranla açığa çıkardığı yanma enerjisi fosil yakıtlardan çok daha fazladır.

Kritik sıcaklık kavramının ve hidrojenin fiziksel durumunun incelenmesi.

Hidrojenin kritik sıcaklığı

33\text{ K}

(

-240\ ^\circ\text{C}

) gibi çok düşük bir değerdir.

Gazların basınç uygulanarak sıvılaştırılabilmesi için sıcaklıklarının kritik sıcaklıklarının altında olması şarttır.

Oda sıcaklığında basınçla sıvılaştırma imkanının analiz edilmesi.

Oda sıcaklığı (

25\ ^\circ\text{C}

298\text{ K}

), hidrojenin kritik sıcaklığından (

33\text{ K}

) çok yüksek olduğu için oda sıcaklığında hidrojen gazı basınçla sıvılaştırılamaz.

Kritik sıcaklığın üzerindeki bir gaz, üzerine uygulanan basınç ne kadar büyük olursa olsun sıvı faza geçemez.

Anahtar Kavram

Hidrojenin kritik sıcaklığı ve yüksek kütlesel enerji yoğunluğu nedeniyle oda sıcaklığında sadece yüksek basınç altında sıvılaştırılamayacağı gerçeği.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 12Soru →

Nükleer enerji üretimi ve bu üretimin çevresel etkileri ile ilgili;

I. Nükleer reaktörlerde elektrik enerjisi üretimi esnasında atmosfere salınan karbondioksit ( $CO_2$ ) gazı miktarı, fosil yakıt kullanan termik santrallere kıyasla daha fazladır.
II. Santralin soğutma sistemlerinde kullanılan suyun çevre ekosistemine sıcak olarak salınması, termal kirliliğe yol açarak sudaki çözünmüş oksijen gazı ( $O_2$ ) derişimini azaltır.
III. Reaktörlerde fisyon tepkimesi sonucu oluşan atıkların yüksek düzeyde radyoaktivite içermesi ve yarı ��mürlerinin uzun olması, uzun vadeli ve özel depolama yöntemlerini gerektirir.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

Santrallerin so��utulmasında kullanılan suyun termal kirliliğe yol açtığını ve fisyon atıklarının uzun yarı ömürlü olmasından dolayı özel depolama gerektirdiğini belirten ifadeler doğrudur.

Nükleer santraller işletim sırasında doğrudan karbondioksit salımı yapmazlar, dolayısıyla sera etkisine doğrudan katkıları yoktur. Ancak soğutma sularının çevreye sıcak olarak verilmesi sudaki çözünmüş oksijen miktarını azaltır (termal kirlilik). Ayrıca radyoaktif atıkların yarı ömürlerinin uzun olması uzun süreli özel depolama ihtiyacını ortaya çıkarır. Bu doğrultuda doğru ifadeler soğutma suyu ve radyoaktif atıklar ile ilgili olanlardır.

Adım Adım Çözüm

Nükleer santrallerin emisyon özelliklerinin değerlendirilmesi.

Nükleer güç santrallerinde elektrik üretimi fisyon tepkimeleri ile gerçekleştirilir; bu süreçte fosil yakıtlardaki gibi yanma reaksiyonu olmadığından atmosfere

CO_2

veya diğer sera gazları doğrudan salınmaz. Bu nedenle birinci öncül yanlıştır.

Nükleer enerjinin düşük karbon emisyonuna sahip olduğunu anlamak.

Soğutma sistemlerinin su ekosistemine etkilerinin incelenmesi.

Reaktör soğutmasında kullanılan suların göl veya deniz gibi alıcı ortamlara sıcak olarak geri verilmesi termal kirliliğe sebep olur. Sıcaklığın artması gazların sudaki çözünürlüğünü azalttığı için sudaki çözünmüş oksijen (

O_2

) miktarı düşer. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.

Termal kirliliğin ve gaz çözünürlüğünün ekolojik etkilerini ilişkilendirmek.

Radyoaktif atıkların yarı ömrü ve depolanmasının değerlendirilmesi.

Fisyon tepkimeleri sonrasında açığa çıkan atıklar yüksek derecede radyoaktiftir ve yarı ömürleri binlerce yılı bulabilir. Bu durum, atıkların çevre ve insan sağlığına zarar vermemesi için kurşun, beton veya çelik zırhlı özel yeraltı depolarında saklanmasını gerektirir. Bu nedenle üçüncü öncül doğrudur.

Radyoaktif atık yönetiminin gerekliliğini kavramak.

Anahtar Kavram

Nükleer enerjinin sera gazı salınımı yapmaması, ancak termal kirlilik ve radyoaktif atık depolama gibi çevresel riskler barındırması.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 13Soru →

Yeşil kimya; kimyasal süreçlerin ve ürünlerin tasarım aşamasındayken atık oluşumunu engellemeyi, daha güvenli kimyasallar geliştirmeyi ve yenilenebilir ham maddeler kullanmayı amaçlayan bir yaklaşımdır.

Buna göre, aşağıdakilerden hangisi yeşil kimya prensiplerine uygun olarak tasarlanmış bir uygulama değildir?

Kimyasal sentezlerde toksik çözücüler yerine su veya süperkritik karbondioksit gibi çevre dostu çözücülerin kullanılması

Reaksiyonlarda yan ürün oluşumunu en aza indirmek için yüksek seçiciliğe sahip katalizörlerin tercih edilmesi

Üretim sonrasında oluşan endüstriyel atık suların nehre deşarj edilmeden önce arıtma tesislerinde temizlenmesi

Tarımsal faaliyetlerden elde edilen biyokütle gibi yenilenebilir kaynakların ham madde olarak kullanılması

Atom ekonomisini artırmak amacıyla, kullanılan tüm başlangıç maddelerinin nihai ürüne katılımını en üst düzeye çıkaran sentez rotalarının seçilmesi

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Üretim sonrasında oluşan endüstriyel atık suların nehre deşarj edilmeden önce arıtma tesislerinde temizlenmesi

Cevap

Üretim sonrasında oluşan endüstriyel atık suların nehre deşarj edilmeden önce arıtma tesislerinde temizlenmesi

Üretim sonrasında oluşan endüstriyel atık suların arıtılması, kirlilik oluştuktan sonra yapılan bir iyileştirme (temizleme) çalışmasıdır. Yeşil kimya ise kirliliğin ve atığın en başta, yani tasarım aşamasında önlenmesini hedefler.

Adım Adım Çözüm

Yeşil kimyanın temel felsefesini analiz etme

Yeşil kimya, kirliliği oluştuktan sonra temizlemek yerine, kimyasal süreçlerin başlangıcında atık oluşumunu önlemeyi amaçlar (önleme ilkesi).

Soruda verilen uygulamanın yeşil kimya prensipleriyle uyumlu olup olmadığını saptamak için temel amacın ne olduğunu anlamak gerekir.

Seçeneklerdeki uygulamaları tasarım aşaması (önleme) ve sonrasındaki işlemler (temizleme) açısından değerlendirme

Zararsız çözücü kullanımı, katalizör kullanımı, yenilenebilir ham madde seçimi ve yüksek atom ekonomisi tasarım aşamasında atığı veya zararı önlemeye yöneliktir. Oluşan atık suların temizlenmesi ise atık oluştuktan sonra uygulanan bir arıtma işlemidir.

Atık arıtma işlemi çevre kirliliğini azaltmada önemli olsa da atık oluşumunu baştan engelleyen bir yeşil kimya tasarımı değildir.

Anahtar Kavram

Yeşil kimyanın temel amacı atık oluşumunu kaynağında önlemektir, oluştuktan sonra temizlemek (arıtmak) yeşil kimya tasarımı değil, atık yönetimidir.

Tahmini Süre:1m 0s

Enerji Kaynakları ve Bilimsel Gelişmeler

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar