Maddenin Hâlleri

55 soru

Soru 21Soru

Aşağıdaki tabloda saf XX ve YY sıvılarının farklı sıcaklıklardaki viskozite değerleri verilmiştir:

SıvıSıcaklık (C^\circ\text{C})Viskozite (Pas\text{Pa}\cdot\text{s})
XX202012×1031{}2 \times 10^{-3}
XX404065×1046{}5 \times 10^{-4}
YY202015×1011{}5 \times 10^{-1}
YY404080×1028{}0 \times 10^{-2}

Buna göre, XX ve YY sıvıları ile ilgili;

I. Aynı sıcaklıkta YY sıvısının moleküller arası çekim kuvvetleri XX sıvısınınkinden daha güçlüdür.
II. Sıcaklık artışı, her iki sıvının da taneciklerinin kinetik enerjisini artırarak viskozitelerini azaltır.
III. 20 C20\ ^\circ\text{C}'taki XX sıvısının viskozitesi, 40 C40\ ^\circ\text{C}'taki YY s��vısının viskozitesinden büyüktür.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Birinci ve ikinci öncüller doğrudur.
Aynı sıcaklıkta viskozitesi yüksek olan sıvının tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri daha güçlü olduğundan birinci öncül doğrudur. Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırarak çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır ve her iki sıvının da viskozitesini düşürür, bu yüzden ikinci öncül de doğrudur. 20 °C'taki X sıvısının viskozitesi (00012 Pas0{}0012\ \text{Pa}\cdot\text{s}), 40 °C'taki Y sıvısının viskozitesinden (008 Pas0{}08\ \text{Pa}\cdot\text{s}) küçük olduğu için üçüncü öncül yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Aynı sıcaklıktaki X ve Y sıvılarının viskozite değerleri karşılaştırılarak moleküller arası çekim kuvvetleri analiz edilir.
20 °C'ta Y sıvısının viskozitesi (15×101 Pas1{}5 \times 10^{-1}\ \text{Pa}\cdot\text{s}), X sıvısınınkinden (12×103 Pas1{}2 \times 10^{-3}\ \text{Pa}\cdot\text{s}) çok daha büyüktür.
Aynı sıcaklıkta viskozitesi (akmaya kar��ı direnci) büyük olan sıvının tanecikleri arasındaki çekim kuvveti daha güçlüdür. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.
2
Sıcaklık değişiminin viskozite üzerindeki etkisi incelenir.
Tabloda sıcaklık 20 °C'tan 40 °C'a çıktığında X'in viskozitesi 12×1031{}2 \times 10^{-3}'ten 65×1046{}5 \times 10^{-4}'e, Y'nin viskozitesi ise 15×1011{}5 \times 10^{-1}'den 80×1028{}0 \times 10^{-2}'ye düşmüştür.
Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırır, böylece moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi zayıflar ve sıvıların viskozitesi azalır (akışkanlığı artar). Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.
3
20 °C'taki X sıvısının viskozitesi ile 40 °C'taki Y sıvısının viskozitesi sayısal olarak karşılaştırılır.
X'in 20 °C'taki viskozitesi 00012 Pas0{}0012\ \text{Pa}\cdot\text{s}, Y'nin 40 °C'taki viskozitesi ise 008 Pas0{}08\ \text{Pa}\cdot\text{s}'dir.
00012<0080{}0012 < 0{}08 olduğundan 20 °C'taki X sıvısının viskozitesi, 40 °C'taki Y sıvısının viskozitesinden küçüktür. Bu nedenle üçüncü öncül yanlıştır.

Anahtar Kavram

Sıvılarda viskozite; sıvının cinsine (moleküller arası çekim kuvvetlerine) ve sıcaklığa bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvvetleri güçlü olan sıvıların viskozitesi büyük, sıcaklık arttıkça ise sıvıların viskozitesi küçüktür.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 22Soru

Bir kimya öğretmeni laboratuvarda özdeş kaplarda bulunan ve XX, YY, ZZ, TT olarak kodlanmış dört farklı katı madde ile ilgili aşağıdaki bilgileri vermiştir:

* **XX katısı:** Katı hâlde elektrik akımını iletmezken, erimiş (sıvı) hâlde veya sulu çözeltisinde iyonların hareketiyle elektrik akımını iletir.
* **YY katısı:** Belirli bir erime noktası olmayıp sıcaklık artışıyla kademeli olarak yumuşar ve camsı geçiş sıcaklığına sahiptir.
* **ZZ katısı:** Çok yüksek erime noktasına sahiptir ve yapısındaki atomlar üç boyutlu kovalent bağ ağı ile birbirine tutunmuştur.
* **TT katısı:** Bağımsız moleküllerden oluşmakta olup erime noktası diğer kristal katılara göre oldukça düşüktür.

**Buna göre XX, YY, ZZ ve TT katıları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?**

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: XX katısının sert ve kırılgan yapıda olması, kristal örgüye bir kuvvet uygulandığında aynı yüklü iyonların karşı karşıya gelerek birbirini itmesi ve kristal düzlemlerinin kaymasıyla açıklanır.

Cevap

İyonik kristallerin sert ve kırılgan olmasının nedeni, dışarıdan uygulanan bir kuvvet etkisiyle iyon tabakalarının kayması ve aynı yüklü iyonların yan yana gelerek birbirini itmesidir.
İyonik kristal katılar sert fakat kırılgandır. Bunun nedeni, örgüye bir kuvvet uygulandığında iyon düzlemlerinin kayması ve aynı yüklü iyonların (artı-artı veya eksi-eksi) karşı karşıya gelerek birbirini elektrostatik olarak itmesidir. Bu da kristalin belirli düzlemler boyunca ayrılmasına ve kırılmasına yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Katı türlerini verilen özelliklere göre belirleme
XX iyonik katı, YY amorf katı, ZZ kovalent kristal (ağ örgülü), TT ise moleküler katıdır.
Katıların ayırt edici özellikleri (sıvı/çözelti iletkenliği, camsı geçiş sıcaklığı, üç boyutlu kovalent ağ yapısı ve moleküler yapı) bu sınıflandırmayı yapmamızı sağlar.
2
Amorf katıların erime davranışını analiz etme
YY katısının belirli bir erime noktası olmadığı ve sıcaklığın hal değişimi boyunca sabit kalmayacağı belirlenir.
Amorf katılar düzensiz istiflendiklerinden keskin bir erime noktasına sahip değildir, camsı geçiş sıcaklığında yumuşamaya başlarlar.
3
Kovalent ve moleküler kristal ayrımını yapma
ZZ kovalent kristal iken iyot ve kuru buzun moleküler kristal olduğu belirlenir.
Moleküler kristaller örgü noktalarında bağımsız moleküller barındırırken, kovalent kristaller tüm örgü boyunca kovalent bağlarla bağlı atomlardan oluşur.
4
Moleküler katılarda hal değişiminin doğasını inceleme
Buz erirken molekül içi polar kovalent bağların korunacağı, sadece fiziksel bağların kopacağı belirlenir.
Erime olayı fiziksel bir değişimdir ve sadece moleküller arası zayıf etkileşimlerin (hidrojen bağları) aşılmasıyla gerçekleşir.
5
İyonik katıların kırılganlık mekanizmasını açıklama
XX katısına (iyonik kristal) kuvvet uygulandığında aynı yüklü iyonların karşı karşıya gelerek birbirini iteceği ve bu durumun kırılganlığa yol açacağı doğrulanır.
Dış etkiyle kayan iyon tabakalarında yan yana gelen aynı yükler arasındaki elektrostatik itme kuvveti kristal yapıyı parçalar.

Anahtar Kavram

Katı Türlerinin Sınıflandırılması, Kristal Yapıları ve Fiziksel Özellikleri
Soru 23Soru

Laboratuvarda saf kimyasal maddelerin katı hâllerini inceleyen bir öğrenci; cam, kuvars (SiO2SiO_2), buz (H2OH_2O), kuru buz (CO2CO_2), yemek tuzu (NaClNaCl) ve bakır (CuCu) maddelerinin katı türlerini ve fiziksel özelliklerini karşılaştırmaktadır.

Buna göre, bu katı maddelerin sınıflandırılması ve özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kuvars (SiO2SiO_2) kovalent kristal olup, atomları arasındaki güçlü kovalent bağlar nedeniyle çok yüksek erime noktasına sahiptir.

Cevap

Kuvarsın kovalent kristal olduğunu ve atomları arasındaki güçlü kovalent bağlar nedeniyle yüksek erime noktasına sahip olduğunu belirten ifade doğrudur.
Kuvarsın kovalent kristal olduğunu ve yüksek erime noktasına sahip olduğunu belirten ifade doğrudur. Kuvars (SiO2SiO_2), atomlarının güçlü kovalent bağlarla üç boyutlu ağ örgüsü şeklinde dizilmesiyle oluşur ve erime noktası son derece yüksektir.

Adım Adım Çözüm

1
Amorf katılar ile kristal katıların özelliklerini karşılaştırma
Cam, belirli geometrik şekli ve erime noktası olmayan amorf bir katıdır.
Amorf katılar ısıtıldığında belirli bir sıcaklıkta erimez, camsı geçiş sıcaklığında yumuşar.
2
Moleküler katılar ile kovalent ağ örgülü katıların farklarını belirleme
Buz (H2OH_2O) ve kuru buz (CO2CO_2) moleküler kristaldir; molekülleri arasında sırasıyla hidrojen bağları ve London kuvvetleri bulunur, erime noktaları düşüktür. Kuvars (SiO2SiO_2) ise atomların kovalent bağlarla ağ örgüsü oluşturduğu kovalent kristaldir, erime noktası çok yüksektir.
Kovalent kristallerde atomlar güçlü kovalent bağlarla birbirine bağlıyken, moleküler kristallerde bağımsız moleküller arası zayıf etkileşimler etkindir.
3
İyonik kristallerin iletkenliğini inceleme
Yemek tuzu (NaClNaCl) iyonik kristal olup katı hâlde elektriği iletmez, sıvı hâlde ve sulu çözeltide iletir.
İyonik katıların elektriği iletebilmesi için iyonların serbestçe hareket edebilmesi gerekir; katı örgüde iyonlar serbest değildir.

Anahtar Kavram

Kristal katı türlerinin (iyonik, moleküler, kovalent, metalik) ve amorf katıların fiziksel özelliklerine göre sınıflandırılması.
Soru 24Soru

Katıların sınıflandırılması ve bu katıların fiziksel özelliklerini belirleyen kuvvetlerle ilgili çalışan bir öğrenci, bazı katı örneklerini türlerine göre sınıflandırmak istemektedir. Buna göre, sol sütunda verilen katı maddeleri sağ sütundaki uygun katı türü ve tanecikleri bir arada tutan etkin etkileşim açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

Naptalin (C10H8C_{10}H_8)
Elmas (CC)
Sodyum florür (NaFNaF)
Alüminyum (AlAl)

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Naptalin moleküler kristal (London kuvvetleri), elmas kovalent kristal (kovalent bağlar), sodyum florür iyonik kristal (elektrostatik çekim kuvvetleri) ve alüminyum metalik kristal (metalik bağlar) ile eşleşmektedir.
Doğru eşleştirmede naptalin moleküler kristal (London kuvvetleri), elmas kovalent kristal (güçlü kovalent bağlar), sodyum florür iyonik kristal (elektrostatik çekim kuvvetleri) ve alüminyum metalik kristal (metalik bağlar) ile eşleştirilmelidir.

Adım Adım Çözüm

1
Naptalin (C10H8C_{10}H_8) katısının kimyasal yapısını ve tanecikler arası etkileşimlerini belirleyin.
Naptalin apolar kovalent bağlı moleküllerden oluşur. Molekülleri katı hâlde bir arada tutan etkin çekim kuvvetleri zayıf London etkileşimleridir. Bu durum onu moleküler kristal yapar.
Katının moleküler yapıda olup olmadığını ve zayıf etkileşimlerin rolünü tespit etmek için.
2
Elmas (CC) katısının örgü yapısını ve bağ türünü analiz edin.
Elmas, karbon atomlarının kovalent bağlarla birbirine bağlanarak dev bir ağ yapısı oluşturduğu kovalent kristal katıdır.
Kovalent kristallerde atomların kovalent bağlarla bağlandığını ayırt etmek için.
3
Sodyum florür (NaFNaF) katısının bileşenlerini ve çekim kuvvetini inceleyin.
Sodyum florür metal ve ametal atomlarından oluşmuş iyonik bir bileşiktir. Katyon ve anyonlar arasındaki elektrostatik çekim kuvveti nedeniyle iyonik kristal katı sınıfındadır.
Zıt yüklü iyonların oluşturduğu kristal yapıyı belirlemek için.
4
Alüminyum (AlAl) katısının metalik özelliklerini değerlendirin.
Alüminyum bir metaldir. Metal katyonları ile serbest değerlik elektronlarının oluşturduğu elektron denizi arasındaki elektrostatik çekim kuvveti (metalik bağ) nedeniyle metalik kristaldir.
Metal atomlarının oluşturduğu kristal kafesi tanımlamak için.

Anahtar Kavram

Kristal katı türleri (iyonik, kovalent, moleküler, metalik) ve bunları bir arada tutan etkileşim türleri
Soru 25Soru

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?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: PIII>PI=PIIP_{\text{III}} > P_{\text{I}} = P_{\text{II}}

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.
Soru 26Soru

Aynı dış basınç altında bulunan aşağıdaki sıvı örneklerini, akışkanlıkları en fazla olandan en az olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıvı örneklerinin akışkanlıkları en fazla olandan en az olana doğru sıralanışı: 25C25^\circ\text{C}'deki saf etil alkol > 70C70^\circ\text{C}'deki saf gliserin > 25C25^\circ\text{C}'deki saf gliserin şeklindedir.
Doğru sıralama, moleküller arası çekim kuvvetleri en zayıf olan etil alkolün en akışkan olması, sıcaklık artışıyla gliserinin akışkanlığının artması ve oda sıcaklığındaki gliserinin en az akışkan olması esasına dayanır.

Adım Adım Çözüm

1
Moleküller arası çekim kuvvetlerinin kıyaslanması
Gliserin (C3H8O3C_3H_8O_3) molekülünde 3 adet -OH grubu bulunurken, etil alkol (C2H5OHC_2H_5OH) molekülünde sadece 1 adet -OH grubu bulunur. Bu durum gliserin moleküllerinin daha fazla hidrojen bağı kurmasını ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin etil alkole göre belirgin şekilde daha güçlü olmasını sağlar.
Moleküller arası çekim kuvveti ne kadar zayıfsa, sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç (viskozite) o kadar az, akışkanlığı ise o kadar fazla olur.
2
Sıcaklık faktörünün akışkanlığa etkisinin belirlenmesi
Aynı tür sıvı olan gliserin örneklerinden sıcaklığı 70C70^\circ\text{C} olanın, moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi daha yüksektir. Bu durum tanecikler arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır.
Sıcaklık arttıkça sıvıların viskozitesi azalır ve akışkanlığı artar. Bu nedenle 70C70^\circ\text{C}'deki gliserin, 25C25^\circ\text{C}'deki gliserinden daha akışkandır.
3
Tüm etkenler birleştirilerek akışkanlık sıralamasının oluşturulması
Etil alkolün moleküller arası çekim kuvvetleri çok zayıf olduğundan oda sıcaklığında (25C25^\circ\text{C}) bile gliserinin sıcak halinden (70C70^\circ\text{C}) çok daha akışkandır. Gliserin örnekleri arasında ise sıcak olan daha akışkandır. Sonuç olarak akışkanlık sıralaması etil alkol (25C25^\circ\text{C}) > gliserin (70C70^\circ\text{C}) > gliserin (25C25^\circ\text{C}) şeklindedir.
Hem kimyasal türün yapısı (hidrojen bağları) hem de sıcaklık faktörü birlikte değerlendirilerek nihai akışkanlık sıralamasına ulaşılır.

Anahtar Kavram

Sıvılarda viskozite ve akışkanlık özellikleri; moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücü (hidrojen bağı sayısı) ve sıcaklık değişimi ile ters orantılı olarak değişir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 27Soru

Aşağıdaki tabloda, sabit sıcaklıkta ve kapalı kaplarda sıvılarıyla dengede bulunan bazı sıvı örneklerinin özellikleri verilmiştir:

Sıvı ÖrneğiSıvının CinsiSıcaklık (C^\circ\text{C})Kabın HacmiSıvı Yüzey AlanıOrtamın Dış Basıncı
ISaf su2020VVSSP0P_0
IISaf su20202V2V2S2S08P00{}8 P_0
IIISaf etil alkol2020VVSSP0P_0

Buna göre; kaplardaki sıvılar, buharlaşma hızları ve denge buhar basınçları ile ilgili,

I. I ve II. kaplardaki sıvıların denge buhar basınçları eşittir.

II. Dış basıncın daha düşük ve yüzey alanının daha büyük olması nedeniyle II. kaptaki sıvının buharlaşma hızı, I. kaptakinden daha fazladır.

III. Tanecikler arası çekim kuvveti Su > Etil alkol şeklinde olduğundan, III. kaptaki sıvının denge buhar basıncı I. kaptakinden daha büyüktür.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

I, II ve III ifadelerinin tamamı doğrudur.
I, II ve III ifadelerini içeren seçenek doğrudur. Çünkü I ve II nolu sıvıların sıcaklıkları, cinsleri ve saflıkları aynı olduğu için denge buhar basınçları birbirine eşittir (kabın hacmi, yüzey alanı veya dış basınç bunu etkilemez). II. kapta yüzey alanının geniş olması ve dış basıncın düşük olması buharlaşmayı hızlandırır. III. kapta ise moleküller arası çekim kuvveti daha zayıf olan etil alkol bulunduğu için aynı sıcaklıkta suya göre daha yüksek bir denge buhar basıncına sahip olur.

Adım Adım Çözüm

1
Denge buhar basıncını etkileyen faktörlerin belirlenmesi ve I ile II nolu sıvı örneklerinin karşılaştırılması.
I ve II nolu kaplardaki sıvıların ikisi de aynı sıcaklıkta (20 C20\ ^\circ\text{C}) saf sudur. Denge buhar basıncı kabın hacmine (VV veya 2V2V), sıvının yüzey alanına (SS veya 2S2S) ve dış basınca (P0P_0 veya 08P00{}8 P_0) bağlı değildir; yalnızca sıvının cinsine, sıcaklığına ve saflığına bağlıdır. Dolayısıyla PI=PIIP_{\text{I}} = P_{\text{II}} olur (I. öncül doğrudur).
Aynı madde için aynı sıcaklık ve saflıkta denge buhar basıncının değişmeyeceğini göstermek.
2
Sıvıların buharlaşma hızını etkileyen faktörlerin incelenmesi ve I ile II nolu kapların karşılaştırılması.
Buharlaşma hızı; sıcaklık, sıvının cinsi, saflık gibi faktörlerin yanında yüzey alanı ve dış basınca da bağlıdır. II. kapta yüzey alanının daha büyük olması (2S>S2S > S) ve dış basıncın daha düşük olması (08P0<P00{}8 P_0 < P_0) sıvı yüzeyindeki moleküllerin gaz fazına geçişini kolaylaştırarak buharlaşma hızını artırır. Bu nedenle II. kaptaki buharlaşma hızı I. kaptakinden daha fazladır (II. öncül doğrudur).
Dış basınç ve yüzey alanının buharlaşma hızına etkisini açıklamak.
3
Tanecikler arası çekim kuvvetinin denge buhar basıncuna etkisinin incelenmesi ve I ile III nolu kapların karşılaştırılması.
Aynı sıcaklıkta (20 C20\ ^\circ\text{C}) saf su ve saf etil alkol örnekleri karşılaştırıldığında; su molekülleri arasındaki hidrojen bağları etil alkolünkinden daha güçlüdür (çekim kuvveti: Su > Etil alkol). Tanecikler arası çekim kuvveti zayıf olan sıvıların buharlaşma eğilimi daha fazla olduğundan aynı sıcaklıktaki denge buhar basınçları daha yüksektir. Dolayısıyla etil alkolün (III) denge buhar basıncı saf suyun (I) denge buhar basıncından büyüktür (III. öncül doğrudur).
Sıvı cinsinin (tanecikler arası çekim kuvveti) denge buhar basıncına etkisini açıklamak.

Anahtar Kavram

Denge buhar basıncı ve buharlaşma hızını etkileyen faktörlerin karşılaştırılması
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 28Soru

Aşağıda verilen sıvı örneklerini, aynı dış basınç altında viskoziteleri (akmaya karşı gösterdikleri dirençler) en fazla olandan en az olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıvıların viskozitelerine göre en fazla olandan en az olana doğru sıralaması: 25C25^\circ\text{C}'taki gliserin, 25C25^\circ\text{C}'taki saf su ve 50C50^\circ\text{C}'taki saf su şeklindedir.
Sıvıların viskozitesi, moleküller arası çekim kuvvetlerinin gücüyle doğru, sıcaklıkla ise ters orantılıdır. Gliserinin hem molekül büyüklüğü hem de molekül başına düşen -OH grubu sayısı suya göre fazla olduğu için moleküller arası çekim kuvvetleri en güçlüdür ve viskozitesi en büyüktür. Aynı maddeden oluşan su örneklerinde ise sıcaklığı düşük olan 25C25^\circ\text{C}'taki suyun viskozitesi, sıcaklığı yüksek olan 50C50^\circ\text{C}'taki suyun viskozitesinden fazladır.

Adım Adım Çözüm

1
Gliserin ve su moleküllerinin yapısını ve moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştırın.
Gliserin moleküllerinde üç tane -OH grubu bulunması ve molekülün daha büyük olması, onun suya göre daha güçlü hidrojen bağları ve moleküller arası çekim kuvveti oluşturmasını sağlar.
Moleküller arası çekim kuvvetleri arttıkça sıvının viskozitesi artar.
2
Aynı sıvı için sıcaklık değişiminin viskoziteye etkisini değerlendirin.
25C25^\circ\text{C} sıcaklıktaki saf suyun viskozitesi, 50C50^\circ\text{C} sıcaklıktaki saf suyun viskozitesinden büyüktür.
Sıcaklık arttıkça sıvı taneciklerinin kinetik enerjisi artar ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin üstesinden gelinmesi kolaylaşır, bu da viskozitenin azalmasına yol açar.
3
Elde edilen bilgileri bir araya getirerek viskozitesi en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayın.
Viskozite sıralaması gliserin (25C25^\circ\text{C}) > saf su (25C25^\circ\text{C}) > saf su (50C50^\circ\text{C}) şeklindedir.
Hem moleküller arası etkileşimin gücü hem de düşük sıcaklık viskozitenin yüksek olmasını sağlar.

Anahtar Kavram

Sıvılarda viskoziteyi etkileyen faktörler (sıcaklık ve moleküller arası çekim kuvvetleri)
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 29Soru

Sıvısıyla dengede olan saf suyun denge buhar basıncının sıcaklık, saflık ve sıvının cinsi gibi bazı temel değişkenlere bağlı olduğu bilinmektedir. Buna göre, oda koşullarında (25C25^\circ\text{C}) bulunan bir miktar saf suyun denge buhar basıncını artırmak amacıyla uygulanan aşağıdaki işlemlerden hangisi hedeflenen sonucu verir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Suyun sıcaklığını artırmak

Cevap

Suyun sıcaklığını artırmak
Sıcaklığın artırılması, sıvı moleküllerinin ortalama kinetik enerjisini artırarak buhar fazına geçen tanecik sayısını ve dolayısıyla denge buhar basıncını artırır.

Adım Adım Çözüm

1
Denge buhar basıncını etkileyen faktörlerin hatırlanması
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının sıcaklığına, sıvının saflık derecesine ve sıvının cinsine (3S kuralı) bağlıdır.
Denge buhar basıncının nelere bağlı olduğunu bilmek doğru yöntemi seçmeyi sağlar.
2
Seçeneklerdeki işlemlerin denge buhar basıncına etkisinin değerlendirilmesi
Sıvı miktarı (hacim), yüzey alanı, dış basınç ve kap hacmi denge buhar basıncını etkilemezken, sıcaklığın artırılması buhar basıncını artırır.
Soruda istenen artışı sağlayan tek değişken sıcaklık artışıdır.

Anahtar Kavram

Denge buhar basıncı; sıvının sıcaklığına, saflığına ve cinsine bağlıdır; kabın hacmi, yüzey alanı, sıvı miktarı ve dış basınçtan etkilenmez.
Soru 30Soru

Aynı ortamda (1 atm1\text{ atm} dış basınçta) bulunan aşağıdaki sıvıların kaynamaya başlama sıcaklıklarını en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıvıların kaynamaya başlama sıcaklıklarının en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralaması: Kütlece %10'luk tuzlu su çözeltisi > Saf su > Saf dietil eter şeklindedir.
Aynı dış basınç altında bulunan sıvılarda, kütlece %10'luk tuzlu su çözeltisi uçucu olmayan bir katı içerdiği için kaynama noktası saf sudan yüksektir. Saf su ise molekülleri arasındaki güçlü hidrojen bağları nedeniyle, molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmayan polar dietil eterden daha yüksek bir sıcaklıkta kaynar. Bu durumda en yüksek kaynama noktasına kütlece %10'luk tuzlu su çözeltisi, ardından saf su ve en düşük olarak saf dietil eter sahip olur.

Adım Adım Çözüm

1
Çözünen katının kaynama noktasına etkisini belirleme
Saf suya tuz gibi uçucu olmayan bir katı eklendiğinde oluşan çözeltinin kaynama noktası saf suyunkinden daha yüksek olur. Bu nedenle kütlece %10'luk tuzlu suyun kaynama noktası saf sudan yüksektir.
Uçucu olmayan çözünenlerin kaynama noktasını yükselttiği ilkesini uygulamak için.
2
Moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştırma
Saf su molekülleri arasında güçlü hidrojen bağları bulunurken, saf dietil eter molekülleri arasında hidrojen bağı bulunmaz (zayıf dipol-dipol etkileşimleri bulunur). Moleküller arası çekim kuvveti daha büyük olan saf suyun kaynama noktası, dietil eterden daha yüksektir.
Maddelerin kimyasal türleri arasındaki etkileşim gücünün kaynama noktasına etkisini belirlemek için.
3
Elde edilen verileri birleştirerek sıralama yapma
Kaynama noktası en yüksek olan kütlece %10'luk tuzlu su çözeltisi, ardından saf su ve en düşük olan saf dietil eterdir.
Sıvıları en yüksek kaynama sıcaklığından en düşüğe doğru nihai olarak sıralamak için.

Anahtar Kavram

Aynı dış basınç altında bulunan sıvıların kaynama noktaları, tanecikler arası çekim kuvvetinin büyüklüğüne ve sıvının saflığına (uçucu olmayan çözünen madde varlığına) bağlıdır. Tanecikler arası çekim kuvveti büyük olan veya içinde uçucu olmayan katı çözünmüş sıvıların kaynama noktası daha yüksektir.
Soru 31Soru

Aşağıda farklı ortamlarda ve saflık derecelerinde bulunan bazı sıvı örnekleri verilmiştir:

I. Deniz seviyesinde (1 atm1\text{ atm}) bulunan kütlece %10\%10’luk sulu yemek tuzu (NaClNaCl) çözeltisi
II. Deniz seviyesinde (1 atm1\text{ atm}) bulunan saf su
III. Yüksek bir dağın zirvesinde (08 atm0{}8\text{ atm} dış basınçta) bulunan saf su
IV. Deniz seviyesinde (1 atm1\text{ atm}) bulunan saf etil alkol

Buna göre, bu sıvıların aynı koşullarda ısıtılması durumunda kaynamaya başlama sıcaklıklarını en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayın��z.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıvıların kaynamaya başlama sıcaklıklarının en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralaması I, II, III ve IV şeklindedir.
Sıvıların kaynamaya başlama sıcaklıkları karşılaştırıldığında, içerisinde uçucu olmayan bir katı barındıran sulu yemek tuzu çözeltisi deniz seviyesinde en yüksek kaynama noktasına sahiptir (100°C'den yüksek). Deniz seviyesindeki saf su 100°C'de kaynar. Dış basıncın daha az olduğu dağ zirvesinde bulunan saf su ise 100°C'nin altında bir sıcaklıkta (yaklaşık 94°C) kaynar. Moleküller arası çekim kuvvetleri en zayıf olan etil alkolün deniz seviyesindeki kaynama noktası ise en düşüktür (78°C). Bu verilere göre kaynama noktalarının büyükten küçüğe sıralaması I, II, III ve IV şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
Uçucu olmayan çözünen maddenin kaynama noktasına etkisini belirlemek.
Bir sıvıda uçucu olmayan bir katı (örneğin tuz) çözündüğünde, tanecikler arası çekim kuvvetleri artar ve buhar basıncı düşer. Bu nedenle çözeltinin kaynamaya başlama sıcaklığı saf çözücününkinden yüksek olur. 1 atm1\text{ atm} dış basınçtaki kütlece %10\%10’luk sulu yemek tuzu çözeltisinin kaynamaya başlama sıcaklığı 100C100^\circ\text{C}'den büyüktür.
Saf çözücüye uçucu olmayan katı eklenmesi kaynama noktasını yükseltir (koligatif özellik).
2
Moleküller arası çekim kuvvetlerinin kaynama noktasına etkisini karşılaştırmak.
Aynı dış basınç altında moleküller arası çekim kuvveti güçlü olan sıvının kaynama noktası daha yüksektir. Su molekülleri arasındaki hidrojen ba��ları, etil alkol molekülleri arasındaki hidrojen bağlarından daha etkindir. Bu nedenle deniz seviyesinde (1 atm1\text{ atm}) saf suyun kaynama noktası (100C100^\circ\text{C}), saf etil alkolün kaynama noktasından (78C78^\circ\text{C}) büyüktür.
Çekim kuvvetleri arttıkça sıvının moleküllerini sıvı fazdan gaz fazına geçirmek zorlaşır ve kaynama noktası yükselir.
3
Dış basıncın kaynama noktasına etkisini analiz etmek.
Kaynama, iç buhar basıncının dış basınca eşit olduğu anda gerçekleşir. Dış basınç azaldıkça sıvının buhar basıncının bu değere ulaşması için daha az ısıtılması gerekir, yani kaynama noktası düşer. Yüksek bir dağın zirvesinde (08 atm0{}8\text{ atm}) saf suyun kaynama noktası deniz seviyesindeki (1 atm1\text{ atm}) saf suyun kaynama noktasından (100C100^\circ\text{C}) daha düşüktür (yaklaşık 94C94^\circ\text{C}). Ancak bu değer, etil alkolün deniz seviyesindeki kaynama noktasından (78C78^\circ\text{C}) büyüktür.
Dış basınç azaldığında sıvıların kaynama noktası düşer.
4
Belirlenen tüm sıcaklıkları karşılaştırarak büyükten küçüğe sıralamak.
Sıralama: Kütlece %10\%10’luk yemek tuzu çözeltisi (>100C>100^\circ\text{C}) > Deniz seviyesindeki saf su (100C100^\circ\text{C}) > Dağ zirvesindeki saf su (94C\approx 94^\circ\text{C}) > Deniz seviyesindeki saf etil alkol (78C78^\circ\text{C}). Bu durum I > II > III > IV sıralamasına karşılık gelir.
Sıvının cinsi, saflığı ve dış basıncın kaynama noktasına etkileri birleştirilmiştir.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası; sıvının cinsine (moleküller arası çekim kuvvetlerine), saflığına (içinde uçucu olmayan bir katı çözünüp çözünmediğine) ve üzerindeki dış basınca bağlıdır. Dış basınç ve moleküller arası çekim kuvveti arttıkça kaynama noktası yükselir, uçucu olmayan çözünen katı derişimi arttıkça kaynama noktası yükselir.
Soru 32Soru

Yaz aylarında Antalya ve Isparta illerinde hava sıcaklığı ve nem oranlarını inceleyen bir araştırmacı aşağıdaki verileri kaydetmiştir:

* Antalya: Deniz seviyesinde (1 atm1\text{ atm} dış basınç), hava sıcaklığı 35 C35\text{ }^\circ\text{C}, bağıl nem %80\%80
* Isparta: Deniz seviyesinden yüksekte (09 atm0{}9\text{ atm} dış basınç), hava sıcaklığı 35 C35\text{ }^\circ\text{C}, bağıl nem %30\%30

Buna göre, bu iki şehirde gerçekleştirilen ölçümler ve suyun davranışları ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: İki şehirde de 25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta özdeş kaplarda bulunan saf suların denge buhar basınçları birbirine eşittir.

Cevap

İki şehirde de 25 C25\text{ }^\circ\text{C} sıcaklıkta özdeş kaplarda bulunan saf suların denge buhar basınçları birbirine eşittir.
Denge buhar basıncı sadece sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır. İki şehirde de özdeş kaplardaki saf suların sıcaklığı eşit (25 C25\text{ }^\circ\text{C}) olduğu için denge buhar basınçları da birbirine eşit olur. Dış basıncın farklı olması buhar basıncını etkilemez.

Adım Adım Çözüm

1
Dış basıncın kaynama noktasına etkisini analiz etmek
Isparta'da dış basınç (09 atm0{}9\text{ atm}) daha düşük olduğu için saf suyun kaynamaya başlama sıcaklığı Antalya'dakinden (1 atm1\text{ atm}) daha düşük olur.
Kaynama olayı iç buhar basıncının dış basınca eşitlenmesiyle gerçekleştiğinden dış basınç düştükçe kaynama noktası da düşer.
2
Denge buhar basıncını etkileyen faktörleri değerlendirmek
Her iki şehirdeki 25 C25\text{ }^\circ\text{C}'taki saf suların denge buhar basınçları birbirine eşit bulunur.
Denge buhar basıncı dış basınca bağlı değildir; yalnızca sıvının cinsine, sıcaklığına ve saflığına bağlıdır.
3
Bağıl nemin hissedilen sıcaklığa etkisini incelemek
Antalya'da bağıl nem daha yüksek olduğu için hissedilen sıcaklık Isparta'dakinden daha yüksektir.
Yüksek nem terlemeyi ve dolayısıyla vücudun ısı kaybetmesini zorlaştırarak sıcaklığın daha yüksek hissedilmesine yol açar.
4
Bağıl nemin buharlaşma hızına etkisini karşılaştırmak
Isparta'da nem oranı daha düşük olduğundan buharlaşma hızı Antalya'dakine göre daha fazladır.
Havadaki nem oranı azaldıkça suyun havaya karışma eğilimi (buharlaşma hızı) artar.

Anahtar Kavram

Kaynama noktası dış basınca doğrudan bağlı iken denge buhar basıncı dış basınca bağlı değildir. Bağıl nem oranı arttıkça buharlaşma hızı azalır, hissedilen sıcaklık ise artar.
Soru 33Soru

Özdeş üç dereceli silindire aynı sıcaklıkta eşit hacimlerde etil alkol (C2H5OHC_2H_5OH), etandiol (C2H4(OH)2C_2H_4(OH)_2) ve gliserin (C3H5(OH)3C_3H_5(OH)_3) sıvıları konulmuştur. Bu silindirlerin üst hizalarından aynı anda özdeş çelik bilyeler serbest bırakıldığında, bilyelerin silindirlerin tabanına ulaşma süreleri arasındaki ilişki tgliserin>tetandiol>tetil alkolt_{\text{gliserin}} > t_{\text{etandiol}} > t_{\text{etil alkol}} şeklinde ölçülmüştür.

Buna göre, sıvılar ve yapılan deneyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri en güçlü olduğundan, akmaya karşı gösterdiği direnç en fazladır.

Cevap

Aynı sıcaklıkta gliserin molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri en güçlü olduğundan, akmaya karşı gösterdiği direnç en fazladır.
Deneyde ölçülen sürelerin karşılaştırılması tgliserin>tetandiol>tetil alkolt_{\text{gliserin}} > t_{\text{etandiol}} > t_{\text{etil alkol}} şeklindedir. Bilyenin sıvıda daha yavaş hareket ederek tabana daha geç ulaşması, o sıvının akmaya karşı daha fazla direnç gösterdiğini yani viskozitesinin daha büyük olduğunu gösterir. Buna göre viskozitesi en büyük olan sıvı gliserindir. Gliserin moleküllerinin yapısında 3 adet –OH grubu bulunur ve moleküller arası hidrojen bağları etil alkol ve etandiolden daha güçlüdür. Bu durum viskozitesinin en yüksek olmasına yol açar.

Adım Adım Çözüm

1
Sıvıların viskoziteleri ve bilyelerin düşme süreleri arasındaki ilişkiyi belirlemek.
Bilyenin tabana ulaşma süresi ne kadar uzunsa sıvının akmaya karşı direnci (viskozitesi) o kadar büyüktür. Süreler arasındaki ilişki tgliserin>tetandiol>tetil alkolt_{\text{gliserin}} > t_{\text{etandiol}} > t_{\text{etil alkol}} olduğuna göre viskozite sıralaması Gliserin>Etandiol>Etil alkol\text{Gliserin} > \text{Etandiol} > \text{Etil alkol} şeklindedir.
Bilyenin sıvıda hareket ederken karşılaştığı sürtünme direnci doğrudan sıvının viskozitesine bağlıdır.
2
Sıvıların moleküler yapılarını ve moleküller arası çekim kuvvetlerini karşılaştırmak.
Etil alkol (C2H5OHC_2H_5OH) molekül başına 1 adet, etandiol (C2H4(OH)2C_2H_4(OH)_2) molekül başına 2 adet, gliserin (C3H5(OH)3C_3H_5(OH)_3) ise molekül başına 3 adet hidrojen bağı yapabilen hidroksil (–OH) grubu içerir. Bu nedenle aynı sıcaklıkta moleküller arası çekim kuvveti en güçlü olan gliserin, en zayıf olan ise etil alkoldür.
Hidrojen bağları moleküller arası çekim kuvvetini belirleyen en önemli etkenlerden biridir. Hidroksil grubu sayısı arttıkça etkin hidrojen bağı sayısı ve çekim kuvvetleri artar.
3
Sıcaklık ve viskozite ilişkisini değerlendirmek.
Sıcaklık artışı moleküllerin kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini azaltır, bu da viskozitenin düşmesine ve akışkanlığın artmasına neden olur.
Sıcaklık ile viskozite ters orantılıdır.

Anahtar Kavram

Sıvılarda viskozite; sıvının cinsine (moleküller arası çekim kuvvetlerine) ve sıcaklığa bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvvetleri arttıkça viskozite artar, sıcaklık arttıkça ise viskozite azalır.
Soru 34Soru

Trabzon sahilinde (0 m0\text{ m} rakım) ve Ağrı Dağı'nın zirvesinde (5137 m5137\text{ m} rakım) ağzı açık kaplarda bulunan saf etanol sıvıları ısıtılmaktadır.

Buna göre, bu sıvılarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Trabzon'da dış basınç daha yüksek olduğundan, saf etanolün Trabzon'daki kaynama noktası Ağrı Dağı'ndakinden daha yüksektir.

Cevap

Trabzon'da dış basınç daha yüksek olduğundan, saf etanolün Trabzon'daki kaynama noktası Ağrı Dağı'ndakinden daha yüksektir.
Trabzon sahilinde (0 m0\text{ m}) dış basınç Ağrı Dağı'nın zirvesine (5137 m5137\text{ m}) göre daha yüksektir. Sıvıların kaynama noktası dış basınç arttıkça yükseldiğinden, saf etanolün Trabzon sahilindeki kaynama noktası Ağrı Dağı'ndakinden daha yüksek olur.

Adım Adım Çözüm

1
Dış basınç ile rakım arasındaki ilişkiyi belirleme.
Rakım arttıkça açık hava basıncı (dış basınç) azalır. Bu nedenle deniz seviyesinde (0 m0\text{ m}) olan Trabzon'daki dış basınç, Ağrı Dağı'nın zirvesindeki (5137 m5137\text{ m}) dış basınçtan daha büyüktür.
Dış basıncın kaynama noktasına etkisini yorumlayabilmek için öncelikle iki konumdaki dış basınçları karşılaştırmak gerekir.
2
Dış basınç ile kaynama noktası arasındaki ilişkiyi kurma.
Bir sıvının kaynama noktası dış basınç arttıkça yükselir. Trabzon'da dış basınç daha fazla olduğu için saf etanolün Trabzon'daki kaynama noktası, Ağrı Dağı'ndakinden daha yüksek olur.
Kaynama olayı, sıvının buhar basıncının dış basınca eşitlendiği anda gerçekleşir; dış basınç yüksekse bu eşitliğin sağlanması için daha yüksek sıcaklık gerekir.
3
Denge buhar basıncını etkileyen faktörleri değerlendirme.
Denge buhar basıncı sadece sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır; dış basınca veya sıvı miktarına bağlı değildir. Bu nedenle aynı sıcaklıktaki etanollerin denge buhar basınçları her iki konumda da birbirine eşittir.
Diğer seçeneklerdeki denge buhar basıncının dış basınca veya miktara bağlı olduğu iddialarının yanlış olduğunu kanıtlamak için.

Anahtar Kavram

Sıvıların kaynama noktası dış basınçla doğru orantılı olarak değişirken, aynı sıcaklıktaki denge buhar basınçları dış basınca veya sıvı miktarına bağlı değildir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 35Soru

Aşağıda farklı konumlarda bulunan üç farklı saf su örneği verilmiştir:

I. Deniz seviyesinde (1 atm1\text{ atm} dış basınçta) bulunan saf su
II. Deniz seviyesinden daha yüksekte yer alan Erzurum il merkezinde (083 atm0{}83\text{ atm} dış basınçta) bulunan saf su
III. Erzurum yakınlarındaki Palandöken Dağı'nın zirvesinde (070 atm0{}70\text{ atm} dış basınçta) bulunan saf su

Bu saf su örneklerini kaynamaya başlama sıcaklıklarına göre en yüksek olandan en düşük olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Kaynamaya başlama sıcaklıkları en yüksek olandan en düşük olana doğru I, II, III şeklindedir.
Sıvıların kaynamaya başlama sıcaklığı dış basınca bağlıdır ve dış basınç azaldıkça kaynama noktası da azalır. Verilen konumlarda dış basınç sıralaması Deniz seviyesi (1 atm) > Erzurum il merkezi (0,83 atm) > Palandöken Dağı'nın zirvesi (0,70 atm) şeklindedir. Buna paralel olarak kaynama noktası sıralaması da I > II > III olur.

Adım Adım Çözüm

1
Ortamların dış basınç değerlerini karşılaştırınız.
Deniz seviyesinde dış basınç 1 atm1\text{ atm}, Erzurum il merkezinde 083 atm0{}83\text{ atm}, Palandöken Dağı'n��n zirvesinde ise 070 atm0{}70\text{ atm}'dir. Dış basınç sıralaması: I > II > III.
Rakım (yükseklik) arttıkça atmosfer tabakası incelir ve sıvı üzerine etki eden dış basınç (açık hava basıncı) azalır.
2
Dış basınç ile kaynama noktası arasındaki ilişkiyi kurunuz.
Dış basınç azaldıkça sıvıların kaynamaya başlama sıcaklığı (kaynama noktası) düşer.
Kaynama, sıvının buhar basıncının dış basınca eşitlendiği anda gerçekleşir. Dış basınç ne kadar düşükse, buhar basıncının bu değere ulaşması için gereken sıcaklık (kaynama sıcaklığı) o kadar düşük olur.
3
Saf su örneklerinin kaynama noktalarını sıralayınız.
Kaynamaya başlama sıcaklıkları dış basınçla doğru orantılı olduğundan sıralama I > II > III şeklinde gerçekleşir.
Dış basıncı en yüksek olan I. örneğin kaynama noktası en yüksek, dış basıncı en düşük olan III. örneğin kaynama noktası ise en düşüktür.

Anahtar Kavram

Sıvıların kaynama noktası, üzerlerine etki eden dış basınçla doğru orantılıdır; dış basınç azaldıkça kaynama noktası düşer.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 36Soru

Gazlar ve gazları tanımlayan değişkenler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sıcaklığı 20 C20\ ^\circ\text{C}'den 40 C40\ ^\circ\text{C}'ye çıkarılan bir ideal gazın ortalama kinetik enerjisi iki katına çıkar.

Cevap

Sıcaklığı 20 C20\ ^\circ\text{C}'den 40 C40\ ^\circ\text{C}'ye çıkarılan bir ideal gazın ortalama kinetik enerjisinin iki katına çıkacağı ifadesi yanlıştır.
Gazların ortalama kinetik enerjileri mutlak sıcaklık ile doğru orantılıdır. Sıcaklık 20 C20\ ^\circ\text{C}'den (293 K293\text{ K}) 40 C40\ ^\circ\text{C}'ye (313 K313\text{ K}) çıkarıldığında Kelvin cinsinden sıcaklık iki katına çıkmadığı için ortalama kinetik enerji de iki katına çıkmaz. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık değerlerini Celsius biriminden Kelvin birimine çevirin.
T1=20+273=293 KT_1 = 20 + 273 = 293\text{ K} ve T2=40+273=313 KT_2 = 40 + 273 = 313\text{ K}
Gaz yasalarında ve kinetik teoride sıcaklık değişkeni olarak her zaman mutlak sıcaklık (Kelvin) kullanılmalıdır.
2
Mutlak sıcaklıklar arasındaki oranı bulup ortalama kinetik enerjinin değişimini yorumlayın.
Sıcaklık oranı 313293107\frac{313}{293} \approx 1{}07 katına çıkmıştır.
Gazların ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklık (TT) ile doğru orantılı olduğundan, mutlak sıcaklık 2 katına çıkmadığı sürece ortalama kinetik enerji de 2 katına çıkamaz.

Anahtar Kavram

Gazların ortalama kinetik enerjileri yalnızca mutlak sıcaklığa (Kelvin) bağlıdır ve mutlak sıcaklık ile doğru orantılıdır.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 37Soru

Büyük petrol boru hatlarında taşınan ham petrolün akış hızını artırmak ve boru hattında tıkanmaları önlemek amacıyla, boru hattının belirli aralıklarında petrolün ısıtılması yoluna gidilir.

Buna göre, ham petrole uygulanan ısıtma işleminin akış hızını artırma gerekçesi ve sıvılarda viskozite özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sıcaklık artışı taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin üstesinden gelinmesini kolaylaştırır; bu durum viskoziteyi azaltırken akışkanlığı artırır.

Cevap

Sıcaklık artışının taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini zayıflattığı, viskoziteyi azalttığ�� ve akışkanlığı artırdığı yönündeki açıklama doğrudur.
Sıcaklık artışı, sıvı moleküllerinin ortalama kinetik enerjisini artırarak moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisini zayıflatır. Bu durum, sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç olan viskoziteyi düşürür ve sıvının daha kolay akmasını (akışkanlığının artmasını) sağlar. Bu nedenle, sıcaklık artışının moleküller arası çekim kuvvetlerini yenmeyi kolaylaştırarak viskoziteyi azalttığı ve akışkanlığı artırdığı yönündeki açıklama doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık ve viskozite arasındaki ilişkinin belirlenmesi.
Sıcaklık arttıkça sıvıların moleküllerinin kinetik enerjisi artar ve moleküller arası çekim kuvvetlerinin etkisi azalır. Bu durum sıvının akmaya karşı gösterdiği direnci yani viskozitesini düşürür.
Isıtma işleminin petrolün akışını nasıl kolaylaştırdığını açıklamak.
2
Viskozite ile akışkanlık arasındaki ilişkinin kurulması.
Viskozite ile akışkanlık ters orantılı özelliklerdir. Sıcaklık artışı nedeniyle viskozitesi azalan sıvının akışkanlığı ve dolayısıyla akış hızı artar.
Boru hattındaki akış hızının artış nedenini teorik olarak doğrulamak.
3
Kimyasal bağ türlerinin ve moleküller arası kuvvetlerin değerlendirilmesi.
Molekül içi kovalent bağlar hidrojen bağları değildir. Viskozite gibi fiziksel özellikler molekül içi bağlara değil, moleküller arası zayıf etkileşimlerin gücüne bağlıdır. Moleküller arası çekim kuvveti zayıf olan sıvıların viskozitesi de düşük olur.
Seçeneklerde yer alan hatalı bağ ve kuvvet tanımlarını eleyerek doğru sonuca ulaşmak.

Anahtar Kavram

Sıvılarda viskozite ve akışkanlık kavramlarının sıcaklık ve moleküller arası çekim kuvvetleri ile ilişkisi.
Soru 38Soru

Belirli bir sıcaklıkta, kapalı bir kapta sıvısıyla dengede olan saf su bulunmaktadır.

Bu sisteme, sabit sıcaklıkta aşağıdaki işlemlerden hangisi uygulandığında suyun denge buhar basıncı değişmezken buhar fazındaki su moleküllerinin sayısı artar?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Kabın hacmini piston yardımıyla artırmak

Cevap

Kabın hacmini piston yardımıyla artırmak
Denge buhar basıncı sadece sıvının cinsi, sıcaklığı ve saflığına bağlıdır. Sabit sıcaklıkta piston yardımıyla kabın hacmi artırıldığında denge buhar basıncı değişmez. Ancak hacim arttığı için birim hacme düşen buhar molekülü sayısı geçici olarak azalır; bu durumu dengelemek ve buhar basıncını eski değerine getirmek için sıvı suyun bir kısmı buharlaşır. Sonuç olarak denge buhar basıncı sabit kalırken buhar fazındaki su molekülleri sayısı artar.

Adım Adım Çözüm

1
Denge buhar basıncın�� etkileyen faktörleri belirlemek.
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır; kabın hacmi, sıvı miktarı, yüzey alanı veya dış basınçtan etkilenmez.
Seçeneklerdeki işlemlerin denge buhar basıncını değiştirip değiştirmeyeceğini saptamak için bu temel kuralları hatırlarız.
2
Kabın hacminin artırılmasının sisteme etkisini analiz etmek.
Piston yukarı çekilip hacim artırıldığında, birim hacimdeki buhar molekülü sayısı (ve dolayısıyla buhar basıncı) anlık olarak azalır. Yeniden denge kurulması sürecinde sıvı fazdan buhar fazına geçiş (buharlaşma) gerçekleşir.
Sabit sıcaklıkta denge buhar basıncının başlangıçtaki değerine tekrar ulaşabilmesi için buhar fazına yeni moleküllerin geçmesi gerekir.
3
Son durumu değerlendirmek.
Denge tekrar kurulduğunda buhar basıncı ilk durumla aynı kalırken, hacim büyüdüğü için buhar fazındaki toplam molekül sayısı artmış olur.
Sıcaklık ve saflık değişmediğinden basınç sabittir, ancak hacim arttığı için buhar fazındaki toplam molekül sayısı (nn) artar.

Anahtar Kavram

Denge buhar basıncı sıvının cinsi, sıcaklık ve saflık derecesine bağlı olup; kabın hacmi, sıvı miktarı, yüzey alanı ve dış basınç gibi faktörlerden bağımsızdır. Sabit sıcaklıkta hacim genişletildiğinde buhar basıncını sabit tutmak adına buharlaşma gerçekleşir.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 39Soru

Sabit sıcaklıkta, kapalı ve sabit hacimli bir kapta sıvısıyla dengede olan saf su bulunmaktadır. Bu kaba aynı sıcaklıkta bir miktar helyum (HeHe) gazı ilave ediliyor. Buna göre, yeni kurulan dengede başlangıç durumuna göre gerçekleşen değişimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Suyun denge buhar basıncı değişmez.

Cevap

Suyun denge buhar basıncı değişmez.
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığına bağlıdır. Sabit sıcaklıkta ve sabit hacimli kapta bulunan sisteme helyum gazı eklenmesi bu üç faktörü de değiştirmez. Dolayısıyla suyun denge buhar basıncı değişmeden kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Denge buhar basıncını etkileyen faktörleri belirleme
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, sıcaklığına ve saflığına (3S kuralı) bağlıdır.
Bu değişkenlerin dışındaki faktörlerin (kap hacmi, dış basınç, sıvı miktarı, eklenen yabancı gaz) buhar basıncına etkisini analiz etmek için temel kuralı hatırlıyoruz.
2
Helyum gazı eklenmesinin sisteme etkisini inceleme
Sıcaklık ve saflık sabit olduğundan suyun denge buhar basıncı değişmez. Ancak kaba eklenen helyum gazı nedeniyle toplam gaz basıncı artar.
Dalton Kısmi Basınçlar Kanunu'na göre kapalı kapta su buharının kısmi basıncı (buhar basıncı) sabit kalırken, toplam basınç helyum gazının basıncı kadar artar.
3
Doğru ifadeyi tespit etme
Suyun denge buhar basıncının değişmeyeceğini belirten ifade doğrudur.
Seçenekler arasında bu tespiti doğrulayan ifade aranır.

Anahtar Kavram

Denge buhar basıncının bağlı olduğu faktörler
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 40Soru

Kimya laboratuvarında denge buhar basıncı konusunu çalışan bir öğrenci, özdeş olmayan kapalı kaplarda, belirtilen koşullarda sıvılarıyla dengede olan aşağıdaki üç ayrı saf su örneğini hazırlıyor:

* 1. kap: Deniz seviyesinde, 20C20^\circ\text{C} sıcaklıkta, yarı yüksekliğine kadar saf su ile dolu 1 L1\text{ L}'lik kapalı kap.
* 2. kap: Deniz seviyesinde, 20C20^\circ\text{C} sıcaklıkta, üçte biri saf su ile dolu 2 L2\text{ L}'lik kapalı kap.
* 3. kap: Deniz seviyesinden 2000 m2000\text{ m} yükseklikteki bir dağ zirvesinde, 20C20^\circ\text{C} sıcaklıkta, yarı yüksekliğine kadar saf su ile dolu 1 L1\text{ L}'lik kapalı kap.

Öğrenci, kaplardaki suların denge buhar basınçlarını sırasıyla P1P_1, P2P_2 ve P3P_3 olarak ölçmüştür.

Buna göre; kap hacmi, sıvı miktarı ve dış bas��nç gibi faktörlerin denge buhar basıncına etkisi düşünüldüğünde, ölçülen bu basınç değerleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: P1=P2=P3P_1 = P_2 = P_3

Cevap

Sıvıların denge buhar basınçları arasındaki ilişki P1=P2=P3P_1 = P_2 = P_3 şeklindedir.
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsi, saflığı ve sıcaklığına bağlıdır. Soruda verilen tüm kaplarda aynı sıcaklıkta (20C20^\circ\text{C}) saf su bulunduğundan, sıvıların cinsi, saflığı ve sıcaklığı aynıdır. Kap hacmi, sıvı miktarı veya dış basınç denge buhar basıncını etkilemediği için üç kaptaki denge buhar basınçları birbirine eşit olur.

Adım Adım Çözüm

1
Denge buhar basıncini etkileyen faktörleri belirleyin.
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, sıvının saflığına ve sıcaklığa bağlıdır.
Bu üç faktör dışında hiçbir değişken (kap hacmi, sıvı miktarı, dış basınç, yüzey alanı vb.) sabit sıcaklıkta denge buhar basıncını etkilemez.
2
Kaplardaki s��vıların cinsini, saflığını ve sıcaklığını karşılaştırın.
Her üç kapta da saf su bulunmaktadır (sıvının cinsi ve saflığı aynı) ve her üç kabın sıcaklığı da 20C20^\circ\text{C}'dir (sıcaklık aynı).
Denge buhar basıncını belirleyen temel değişkenler tüm kaplar için tamamen aynıdır.
3
Dış basınç, kap hacmi ve sıvı miktarı gibi diğer değişkenlerin etkisini değerlendirin.
İkinci kaptaki hacmin 2 L2\text{ L} olması veya sıvı miktarının farklı olması, üçüncü kabın ise daha yüksek rakımda (düşük dış basınç altında) bulunması denge buhar basıncını değiştirmez.
Denge buhar basıncı kapalı bir sistemde dış basınçtan, kap hacminden veya sıvı miktarından bağımsızdır. Dolayısıyla ölçülen basınç değerleri birbirine eşit olmalıdır (P1=P2=P3P_1 = P_2 = P_3).

Anahtar Kavram

Sıvıların denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, saflık derecesine ve sıcaklığına bağlı olup; dış basınca, kap hacmine ve sıvı miktarına bağlı değildir.
Tahmini Süre:1m 30s
ÖncekiSayfa 2 / 3Sonraki
Maddenin Hâlleri Alıştırma Soruları — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi) — Sayfa 2 | Examkin