Sıvı Üzerinde Toplanan Gazlar

9 soru

Soru 1Soru

Sabit sıcaklıkta, hareketli pistonlu kapalı bir kapta sıvı su (H2O(s)H_2O(s)), üzerinde su buharı (H2O(g)H_2O(g)) ve ideal Ne(g)Ne(g) gazı dengededir. tt °C sıcaklıktaki bu sistemin toplam basıncı 250 mmHg250\text{ mmHg}'dir. tt °C sıcaklıkta suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg} olarak verilmiştir. Piston sabit sıcaklıkta yukarı çekilerek gaz fazının hacmi VV değerinden 2V2V değerine çıkarılıp sabitleniyor. Sıvı-buhar dengesi yeniden kurulduğuna göre, sistemin son toplam basıncı kaç mmHg\text{mmHg} olur? (Sıvı hacmindeki değişim ihmal edilecektir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 140

Cevap

Sistemin son toplam basıncı 140 mmHg140\text{ mmHg} olur.
Sıvı üzerinde toplanan gazların toplam basıncı hesaplanırken öncelikle suyun buhar basıncı toplam basınçtan çıkarılarak Neon gazının kısmi basıncı bulunur (25030=220 mmHg250 - 30 = 220\text{ mmHg}). Sabit sıcaklıkta hacim iki katına çıkarıldığında Neon gazının kısmi basıncı yarıya inerek 110 mmHg110\text{ mmHg} olur. Suyun buhar basıncı sıcaklık sabit kaldığı için değişmeyerek 30 mmHg30\text{ mmHg} değerinde kalır. Son durumdaki toplam basınç ise bu iki değerin toplamından 110+30=140 mmHg110 + 30 = 140\text{ mmHg} olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1
Ba��langıçtaki Neon gazının kısmi basıncını bulunuz.
PNe=PtoplamPH2O=25030=220 mmHgP_{Ne} = P_{\text{toplam}} - P_{H_2O} = 250 - 30 = 220\text{ mmHg}
Kaptaki toplam basınç, ideal gazın (NeNe) kısmi basıncı ile suyun denge buhar basıncının toplamına eşittir.
2
Hacim 2V2V yapıldığında Neon gazının yeni kısmi basıncını hesaplayınız.
PNe=PNe×V1V2=220×V2V=110 mmHgP'_{Ne} = P_{Ne} \times \frac{V_1}{V_2} = 220 \times \frac{V}{2V} = 110\text{ mmHg}
Sabit sıcaklıkta ideal bir gazın hacmi iki katına çıkarılırsa, kısmi basıncı yarıya düşer.
3
Suyun son denge buhar basıncını belirleyip toplam basıncı hesaplayınız.
PH2O=30 mmHgP'_{H_2O} = 30\text{ mmHg} ve Ptoplam=PNe+PH2O=110+30=140 mmHgP'_{\text{toplam}} = P'_{Ne} + P'_{H_2O} = 110 + 30 = 140\text{ mmHg}
Denge buhar basıncı sıcaklık değişmedikçe hacim değişiminden etkilenmez. Sıvı-buhar dengesi yeniden kurulduğunda suyun buhar basıncı yine 30 mmHg30\text{ mmHg} olur.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazların toplam basıncı, gazın kısmi basıncı ile sıvının denge buhar basıncının toplamıdır. Sabit sıcaklıkta hacim değişimi, gazın kısmi basıncını etkilerken sıvının denge buhar basıncını değiştirmez.
Soru 2Soru

Sabit sıcaklıkta, doymamış sulu şeker çözeltisi üzerinde helyum (HeHe) gazı ve su buharı bulunan hareketli sürtünmesiz pistonlu bir kapta, piston aşa��ı doğru itilerek gaz hacmi yarıya indirildiğinde ve sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlandığında suyun denge buhar basıncı başlangıç durumuna göre artar. (Helyum gazının suda çözünmediği ve şeker katısının uçucu olmadığı varsayılacaktır.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

Pistonun aşağı itilmesiyle gaz hacminin azalması su buharının yoğuşmasına neden olur; bu durum şeker çözeltisini seyrelterek suyun mol kesrini artırır ve Raoult Yasası uyarınca suyun denge buhar basıncını yükseltir. Dolayısıyla verilen ifade doğrudur.
Gaz hacminin küçülmesiyle yoğuşan su buharı çözeltiyi seyrelterek suyun mol kesrini artırır, bu da Raoult Yasası'na göre denge buhar basıncını yükseltir.

Adım Adım Çözüm

1
Piston aşağı itilerek gaz hacmi azaltılır, bu da gaz fazındaki su buharının kısmi basıncını geçici olarak artırarak dengenin yoğuşma yönüne kaymasına neden olur.
Su buharı sıvı faza geçmeye başlar.
Le Chatelier ilkesi gereği sistem artan basıncı azaltmak için gaz molekülü sayısını azaltacak yönde hareket eder.
2
Yoğuşan su buharı kaptaki şeker çözeltisine eklenir.
Şeker çözeltisi daha seyreltik hale gelir.
Çözücü (su) miktarı artarken çözünen şeker miktarı sabit kalır.
3
Seyrelen çözeltideki suyun mol kesri (XsuX_{su}) belirlenir.
XsuX_{su} değeri başlangıç durumuna göre artar.
Çözeltideki suyun mol sayısı artarken şekerin mol sayısı sabit kalmıştır.
4
Raoult Yasası uygulanarak yeni denge buhar basıncı (PsuP_{su}) yorumlanır.
Suyun denge buhar basıncı (PsuP_{su}) artar.
Sabit sıcaklıkta Psu=PsuXsuP_{su} = P^{\circ}_{su} \cdot X_{su} eşitliğine göre XsuX_{su} artışı PsuP_{su} değerini artırır.

Anahtar Kavram

Çözeltilerde buhar basıncı düşmesi (Raoult Yasası) ve sıvı üzerinde toplanan gazlarda hacim değişimiyle sıvı-buhar dengesinin değişimi.
Soru 3Soru

Şekildeki sistemde 25C25^\circ\text{C} sıcaklıkta muslukla ayrılmış iki kaptan birincisinde (V=2 LV = 2\text{ L}) sıvı su (H2O(s)H_2O(s)) ile dengede H2O(g)H_2O(g) buharı ve He(g)He(g) gazı bulunmaktadır. Bu kaptaki toplam bas��nç 418 mmHg418\text{ mmHg}'dir. İkinci kapta ise (V=3 LV = 3\text{ L}) aynı sıcaklıkta 500 mmHg500\text{ mmHg} basınç yapan kuru Ne(g)Ne(g) gazı bulunmaktadır.

Sabit sıcaklıkta kaplar arasındaki musluk açılıp sistem yeniden dengeye ulaştığında kaptaki toplam gaz basıncı kaç mmHg\text{mmHg} olur?

(25C25^\circ\text{C}'ta suyun buhar basıncı 18 mmHg18\text{ mmHg}'dir. Sıvı suyun hacmi ve gazların suda çözünürlüğü ihmal edilecektir. Kapta sıvı suyun tamamen buharlaşmadığı kabul edilecektir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 478

Cevap

Son durumdaki toplam gaz basıncı 478 mmHg478\text{ mmHg}'dir.
Musluk açıldığında gazların yayıldığı toplam hacim 5 L5\text{ L} olur. Helyum gazının başlangıçtaki kısmi basıncı 41818=400 mmHg418 - 18 = 400\text{ mmHg}'dir. 2 L2\text{ L}'den 5 L5\text{ L}'ye genleşen helyumun son basıncı 160 mmHg160\text{ mmHg} olur. 3 L3\text{ L}'den 5 L5\text{ L}'ye genleşen neonun son basıncı ise 300 mmHg300\text{ mmHg} olur. Sıcaklık değişmediği için suyun buhar basıncı 18 mmHg18\text{ mmHg} olarak sabit kalır. Bunların toplamı son toplam basıncı 478 mmHg478\text{ mmHg} yapar.

Adım Adım Çözüm

1
1. kaptaki helyum gazının başlangıç kısmi basıncını hesaplamak.
PHe=400 mmHgP_{He} = 400\text{ mmHg}
Toplam basınç, helyum gazının kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamına eşittir (Ptoplam=PHe+PH2OP_{\text{toplam}} = P_{He} + P_{H_2O}).
2
Musluk açıldıktan sonra helyum ve neon gazlarının son kısmi basınçlarını Boyle Yasası yardımıyla hesaplamak.
PHe=160 mmHgP'_{He} = 160\text{ mmHg} ve PNe=300 mmHgP'_{Ne} = 300\text{ mmHg}
Sabit sıcaklıkta gazların hacimleri değiştiğinde kısmi basınçları P1V1=P2V2P_1 V_1 = P_2 V_2 ilişkisine göre hesaplanır.
3
Son durumdaki toplam gaz basıncını hesaplamak.
Ptoplam, son=478 mmHgP_{\text{toplam, son}} = 478\text{ mmHg}
Sıcaklık değişmediği ve kapta sıvı su kalmaya devam ettiği için suyun denge buhar basıncı sabit kalır. Toplam basınç, tüm gazların kısmi basınçları ile su buharının kısmi basıncının toplamıdır.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazlarda, toplam basınç ideal gazların kısmi basınçları ile sıvının denge buhar basıncının toplamına eşittir. Hacim değiştiğinde ideal gazların basıncı değişirken, sıvı-buhar dengesindeki buharın basıncı (sıcaklık sabit olduğu sürece) değişmez.
Soru 4Soru

Sabit sıcaklıkta, düşey kesiti verilen hareketli pistonlu kapalı bir kapta sıvı su (H2O(s)H_2O(s)), üzerinde su buharı (H2O(g)H_2O(g)) ve ideal He(g)He(g) gazı dengededir. Başlangıçta pistonun sıvı yüzeyinden yüksekliği 3h3h olup, kaptaki toplam basınç 390 mmHg390\text{ mmHg}'dir. Kaptaki sıvı suyun mol sayısı, buhar fazındaki su moleküllerinin mol sayısına eşittir.

Aynı sıcaklıkta piston yukarı çekilerek sıvı yüzeyinden yüksekliği 9h9h konumuna getiriliyor ve sistemin yeniden dengeye gelmesi bekleniyor.

**Buna göre, son durumda kaptaki toplam basınç kaç mmHg\text{mmHg} olur?**

(Sıvı hacmindeki değişim ve suyun çözünürlüğü ihmal edilecektir. tCt^\circ\text{C}'ta suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg}'dir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 140

Cevap

Son durumda kaptaki toplam basınç 140 mmHg olur.
Doğru yanıt olan seçenekte, kaptaki sıvı suyun tamamının buharlaştığı doğru analiz edilmiş ve son durumdaki su buharı basıncı 20 mmHg, helyum gazının basıncı ise 120 mmHg olarak bulunup toplam basınç 140 mmHg olarak hesaplanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Başlangıçtaki gazların kısmi basınçlarını belirleme
PHe=360 mmHgP_{He} = 360\text{ mmHg}, PH2O=30 mmHgP_{H_2O} = 30\text{ mmHg}
Toplam basınç 390 mmHg390\text{ mmHg} ve suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg} olduğundan, helyumun basıncı 39030=360 mmHg390 - 30 = 360\text{ mmHg} olur.
2
Pistonun hareketine bağlı olarak hacim değişimini bulma
Gaz fazının hacmi VV değerinden 3V3V değerine yükselmiştir.
Piston yüksekliği 3h3h'den 9h9h'ye çıkarıldığında gaz fazının hacmi 3 katına çıkar.
3
Suyun buharlaşma dengesini ve sıvı miktarın�� analiz etme
Sıvı suyun tamamı buharlaşır ve son durumda kapta sıvı su kalmaz.
Hacim 3 katına çıktığında buhar basıncının 30 mmHg30\text{ mmHg} kalabilmesi için buhar fazında başlangıçtakinin 3 katı (3n3n) mol su bulunmalıdır. Ancak kapta başlangıçta nn mol buhar ve nn mol sıvı olmak üzere toplam 2n2n mol su vardır. Bu nedenle sıvı suyun tamamı buharlaşır.
4
Son durumdaki su buharı basıncını hesaplama
PH2O=20 mmHgP'_{H_2O} = 20\text{ mmHg}
Toplam 2n2n mol su buharı 3V3V hacminde bulunmaktadır. Başlangıçta nn mol buhar VV hacminde 30 mmHg30\text{ mmHg} basınç yaptığına göre, son basınç 2n3VRT=2330=20 mmHg\frac{2n}{3V} \cdot R \cdot T = \frac{2}{3} \cdot 30 = 20\text{ mmHg} olur.
5
Helyum gazının son kısmi basıncını ve toplam basıncı hesaplama
PHe=120 mmHgP'_{He} = 120\text{ mmHg}, Ptoplam=140 mmHgP'_{toplam} = 140\text{ mmHg}
Helyum gazının hacmi 3 katına çıktığı için kısmi basıncı üçte birine düşer (360/3=120 mmHg360 / 3 = 120\text{ mmHg}). Toplam basınç ise 120+20=140 mmHg120 + 20 = 140\text{ mmHg} olarak bulunur.

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazlarda, hacim değişimi sonrasında kapta sıvı kalıp kalmadığının kontrol edilmesi ve buhar basıncının ideal gaz yasasına göre yeniden belirlenmesi.
Soru 5Soru

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

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
Soru 6Soru

Sabit sıcaklıkta, pistonlu kapalı bir kapta sıvı su (H2O(s)H_2O(s)), üzerinde su buharı (H2O(g)H_2O(g)) ve ideal HeHe gazı dengededir. 25C25^\circ\text{C} sıcaklıkta kabın hacmi 2V2V iken kaptaki toplam basınç 380 mmHg380\text{ mmHg} olarak ölçülmektedir. Sabit sıcaklıkta piston VV konumuna getirilerek sabitleniyor ve sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor. Buna göre, son durumda kaptaki toplam basınç kaç mmHg\text{mmHg} olur? (25C25^\circ\text{C}'ta suyun denge buhar basıncı 20 mmHg20\text{ mmHg}'dir. Sıvı hacmindeki değişim ve HeHe gazının suda çözünmesi ihmal edilecektir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 740740

Cevap

Son durumda kaptaki toplam basınç 740 mmHg740\text{ mmHg} olur.
Doğru cevap 740 mmHg740\text{ mmHg}'dir. Sıvı suyla dengede bulunan su buharının basıncı, sabit sıcaklıkta hacim değişiminden etkilenmez. İlk durumda 380 mmHg380\text{ mmHg} olan toplam basıncın 20 mmHg20\text{ mmHg}'si su buharına, kalan 360 mmHg360\text{ mmHg}'si ise ideal HeHe gazına aittir. Hacim yarıya (2V2V'den VV'ye) indirildiğinde, HeHe gazının kısmi basıncı iki katına çıkarak 720 mmHg720\text{ mmHg} olur. Suyun buhar basıncı ise sıcaklık değişmediği için 20 mmHg20\text{ mmHg} olarak sabit kalır. Son durumdaki toplam basınç 720+20=740 mmHg720 + 20 = 740\text{ mmHg} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Başlangıçtaki helyum gazının kısmi basıncını bulun.
PHe=360 mmHgP_{He} = 360\text{ mmHg}
Toplam basınçtan suyun buhar basıncı çıkarılır: Ptoplam=PHe+Pbuhar380=PHe+20PHe=360 mmHgP_{\text{toplam}} = P_{He} + P_{\text{buhar}} \Rightarrow 380 = P_{He} + 20 \Rightarrow P_{He} = 360\text{ mmHg}.
2
Hacim 2V2V'den VV'ye düşürüldüğünde helyum gazının yeni kısmi basıncını hesaplayın.
PHe=720 mmHgP'_{He} = 720\text{ mmHg}
Sıcaklık sabitken ideal bir gazın basıncı hacmiyle ters orantılıdır (Boyle Yasası): P1V1=P2V23602V=PHeVPHe=720 mmHgP_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2 \Rightarrow 360 \cdot 2V = P'_{He} \cdot V \Rightarrow P'_{He} = 720\text{ mmHg}.
3
Son durumdaki toplam basıncı hesaplayın.
Ptoplam=740 mmHgP'_{\text{toplam}} = 740\text{ mmHg}
Sıcaklık sabit kaldığından suyun denge buhar basıncı değişmez (Pbuhar=20 mmHgP'_{\text{buhar}} = 20\text{ mmHg}). Son toplam basınç, helyumun yeni kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamıdır: Ptoplam=720+20=740 mmHgP'_{\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 7Soru

Sabit sıcaklıkta, sabit hacimli kapalı bir kapta sıvı su, su buharı ve 1 mol1\text{ mol} ideal HeHe gazı dengededir. Kaptaki toplam basınç 420 mmHg420\text{ mmHg} olarak ölçülmüştür. Aynı sıcaklıkta kaba 2 mol2\text{ mol} daha ideal HeHe gazı ekleniyor. Buna göre, sıvı hacmindeki değişim ihmal edildiğinde, su buharı dengesinin yeniden kurulduğu son durumda kaptaki toplam basınç kaç mmHg\text{mmHg} olur? (Deney sıcaklığında suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg}'dir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1200

Cevap

Son durumdaki toplam basınç 1200 mmHg1200\text{ mmHg}'dir.
Toplam basınç 1200 mmHg1200\text{ mmHg}'dir çünkü sıcaklık sabit kaldığından suyun denge buhar basıncı 30 mmHg30\text{ mmHg} değerinde sabit kalır. Başlangıçta 390 mmHg390\text{ mmHg} olan helyum gazının basıncı, mol sayısı 1 mol1\text{ mol}'den 3 mol3\text{ mol}'e çıktığı için 33 katına çıkarak 1170 mmHg1170\text{ mmHg} olur. Bu iki basıncın toplamı son toplam basıncı verir.

Adım Adım Çözüm

1
Başlangıçtaki toplam basınçtan suyun buhar basıncı çıkarılarak helyum gazının kısmi basıncı hesaplanır.
PHe,ilk=390 mmHgP_{He, ilk} = 390\text{ mmHg}
Kaptaki toplam basınç, helyum gazının kısmi basıncı ile suyun buhar basıncının toplamına eşittir.
2
Kaba eklenen helyum gazı sonrasında helyumun yeni kısmi basıncı hesaplanır.
PHe,son=1170 mmHgP_{He, son} = 1170\text{ mmHg}
Sabit hacim ve sıcaklıkta ideal gazların kısmi basınçları mol sayılarıyla doğru orantılıdır. Mol sayısı 3 katına çıktığı için helyumun basıncı da 3 katına çıkar.
3
Helyumun son kısmi basıncı ile suyun buhar basıncı toplanarak son toplam basınç hesaplanır.
Ptoplam, son=1200 mmHgP_{\text{toplam, son}} = 1200\text{ mmHg}
Sıcaklık değişmediği için suyun buhar basıncı sabit kalır (30 mmHg30\text{ mmHg}).

Anahtar Kavram

Sıvı üzerinde toplanan gazların toplam basıncı hesaplanırken, sıvı buhar basıncının sadece sıcaklığa bağlı olduğu ve hacim/mol değişimlerinden etkilenmediği ilkesi uygulanır.
Soru 8Soru

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.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1100

Cevap

Son durumda kaptaki toplam basınç 1100 mmHg1100\text{ mmHg} olur.
Başlangıçtaki argon gazının kısmi basıncı 38020=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.
Soru 9Soru

Sabit t Ct\ ^\circ\text{C} sıcaklıkta (t Ct\ ^\circ\text{C}'ta suyun denge buhar basıncı Psu=24 mmHgP_{\text{su}} = 24\text{ mmHg}'dir), hareketli pistonlu kapalı bir kapta sıv�� su, üzerinde su buharı ve ideal HeHe gazı dengededir. Piston yardımıyla gaz hacmi sabit sıcaklıkta yarıya indirilip sistemin yeniden dengeye gelmesi beklendiğinde, suyun denge buhar basıncın��n değişmeyerek yine 24 mmHg24\text{ mmHg} olarak kalacağı ifadesi doğru mudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: True

Cevap

İfade doğrudur. Sabit sıcaklıkta s��vı-buhar dengesindeki sistemlerde hacim değişimi suyun denge buhar basıncını değiştirmez, basınç 24 mmHg24\text{ mmHg} olarak kalır.
Sabit sıcaklıkta sıvısı ile dengede olan su buharının basıncı kabın hacmine bağlı değildir. Piston aşağı itildiğinde buhar moleküllerinin bir kısmı sıvılaşarak basıncın sabit kalmasını (24 mmHg24\text{ mmHg}) sağlar. Bu yüzden ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıvı üzerinde toplanan gazlar sisteminde buhar basıncını etkileyen faktörleri hatırlamak.
Sıvıların denge buhar basıncı sıcaklık, sıvının türü ve sıvının saflığı olmak ��zere üç temel faktöre bağlıdır. Hacim bu faktörler arasında yer almaz.
Hacim değişiminin buhar basıncı üzerindeki etkisini belirlemek için bu fiziksel niceliğin nelere bağlı olduğunu bilmek gerekir.
2
Hacim yarıya indirildiğinde su buharı ve sıvı su arasındaki denge durumunu analiz etmek.
Gaz fazındaki hacim azaldığında, birim hacimdeki buhar molekülleri sayısını sabit tutmak için su buharının (H2O(g)H_2O(g)) bir kısmı yoğuşarak sıvı suya (H2O(s)H_2O(s)) dönüşür.
Sıcaklık sabitken hacmin azalması, buharlaşma-yoğuşma dengesini yoğuşma yönüne kaydırır ve birim hacimdeki molekül sayısını korur.
3
Suyun son denge buhar basıncını belirlemek.
Sıcaklık değişmediği (t Ct\ ^\circ\text{C} sabit kaldığı) için suyun son denge buhar basıncı başlangıçtaki gibi 24 mmHg24\text{ mmHg} olarak kalır.
Denge buhar basıncı sıcaklık değişmediği sürece sabit kalacağından, ifadenin doğru olduğu sonucuna ulaşılır.

Anahtar Kavram

Sabit sıcaklıkta sıvı-buhar dengesinde bulunan sistemlerde hacim değişimi buhar basıncını etkilemez; hacim küçüldüğünde buharın bir kısmı yoğuşur, hacim büyüdüğünde ise sıvının bir kısmı buharlaşır.
Tahmini Süre:1m 30s
Sıvı Üzerinde Toplanan Gazlar Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin