Soru

Zorluk: KolayBuharlaşma, Yoğuşma ve Denge Buhar Basıncı

Aşağıdaki tabloda, oda sıcaklığında (25C25^\circ\text{C}) farklı dış basınçlar altında bulunan üç ayrı kaptaki sıvılar ve bulundukları koşullar verilmiştir:

KapSıvı TürüSıcaklıkDış BasınçSıvı Hacmi
ISaf su25C25^\circ\text{C}1 atm1\text{ atm}100 mL100\text{ mL}
IISaf su25C25^\circ\text{C}0,8 atm0,8\text{ atm}200 mL200\text{ mL}
IIISaf etil alkol25C25^\circ\text{C}1 atm1\text{ atm}100 mL100\text{ mL}

Aynı sıcakl��kta etil alkolün moleküller arası çekim kuvveti suyunkinden daha zayıf olduğuna göre; I, II ve III numaralı kaplardaki sıvıların denge buhar basınçları (PIP_{\text{I}}, PIIP_{\text{II}} ve PIIIP_{\text{III}}) arasındaki ilişki aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

  1. A
    PI>PII>PIIIP_{\text{I}} > P_{\text{II}} > P_{\text{III}}
  2. B
    PIII>PI>PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} > P_{\text{II}}
  3. PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}}Cevap
  4. D
    PII>PI>PIIIP_{\text{II}} > P_{\text{I}} > P_{\text{III}}
  5. E
    PI=PII=PIIIP_{\text{I}} = P_{\text{II}} = P_{\text{III}}

Cevap

Üçüncü kabın buhar basıncının en büyük, birinci ve ikinci kapların buhar basınçlarının ise birbirine eşit olduğu durum (PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}})
Denge buhar basıncı sıvının cinsine, sıcaklığına ve saflığına bağlıdır; kabın hacmine, sıvı miktarına veya dış basınca bağlı değildir. Aynı sıcaklıkta moleküller arası çekim kuvveti daha zayıf olan etil alkolün buhar basıncı saf suyunkinden büyüktür. Aynı sıcaklıktaki saf suların ise dış basınçları farklı olsa bile denge buhar basınçları eşittir. Bu nedenle doğru ilişki üçüncü kabın buhar basıncının en büyük, birinci ve ikinci kapların buhar basınçlarının ise birbirine eşit olduğu durumdur.

Adım Adım Çözüm

1
Denge buhar basıncını etkileyen faktörleri belirlemek.
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır; d��ş basınca, sıvı miktarına veya kabın hacmine bağlı değildir.
Denge buhar basıncının tanımı ve bağımlı olduğu değişkenleri hatırlamak çözüme ulaşmanın ilk adımıdır.
2
I ve II numaralı kaplardaki sıvıları karşılaştırmak.
Her iki kapta da 25C25^\circ\text{C} sıcaklıkta saf su bulunmaktadır. Sıvının cinsi, saflığı ve sıcaklığı aynı olduğundan, dış basınç veya sıvı hacminin farklı olması buhar basıncını etkilemez, dolayısıyla PI=PIIP_{\text{I}} = P_{\text{II}} olur.
Dış basınç ve sıvı miktarının buhar basıncını etkilemediği kuralını uygulamak gerekir.
3
III numaralı kaptaki sıvı ile diğerlerini karşılaştırmak.
III. kapta aynı sıcaklıkta (25C25^\circ\text{C}) saf etil alkol bulunmaktadır. Etil alkolün moleküller arası çekim kuvveti sudan daha zayıf olduğu için aynı sıcaklıkta daha kolay buharlaşır ve denge buhar basıncı sudan daha büyüktür (PIII>PIP_{\text{III}} > P_{\text{I}}).
Moleküller arası çekim kuvveti zayıf olan sıvıların denge buhar basıncının daha yüksek olduğunu uygulamak gerekir.
4
Bulunan sonuçları birleştirerek nihai sıralamayı yapmak.
PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}} ilişkisi elde edilir.
Elde edilen münferit ilişkileri bir araya getirerek karşılaştırmayı tamamlamak gerekir.

Anahtar Kavram

Denge buhar basıncı yalnızca sıcaklık, sıvının cinsi ve saflığa (3S kuralı) bağlıdır; dış basınca, sıvı miktarına, kabın hacmine veya yüzey alanına bağlı değildir.
Bu soruyu puanla