10. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 95 Cevapları – MEB Yayınları
Konu: Kontrol Noktası – Gaz Yasalarının Günlük Hayattaki Uygulamaları
Soru 1: Eski tip akkor ampullerde ısıtıldığında ışık üreten filaman adında tungstenden yapılmış ince bir tel bulunur. Filamanın oksijenle temas edip yanmaması için ampul içerisine argon gazı konulur. Başlangıçta 27 °C sıcaklıkta argon gazının basıncı 190 mmHg olduğuna göre, sıcaklık 327 °C’ye çıktığında basınç kaç atm olur?
Cevap: Verilenleri kullanarak işlemi adım adım yapalım:
P₁ = 190 / 760 = 0,25 atm
T₁ = 27 + 273 = 300 K
T₂ = 327 + 273 = 600 K
Gaz yasasına göre:
P₁ / T₁ = P₂ / T₂
0,25 / 300 = P₂ / 600
P₂ = 0,5 atm
Yani sıcaklık iki katına çıktığında, sabit hacimli kapta gazın basıncı da iki katına çıkar. Bu durum Gay-Lussac yasası ile açıklanır.
Soru 2: Şekildeki pistonlu kapta bir miktar hidrojen (H₂) gazı bulunmaktadır. Başlangıç sıcaklığı 27 °C olan bu sistem 627 °C’ye kadar ısıtıldığında son basınç kaç atm olur?
Cevap: İlk durumda:
T₁ = 27 + 273 = 300 K
T₂ = 627 + 273 = 900 K
V₁ = V
V₂ = 2V (piston engelle temas etmeden önce iki katına çıkar)
Gaz yasalarına göre:
P₁ / T₁ = P₂ / T₂
1 / 300 = P₂ / 900 → P₂ = 3 atm
Hacim değişimi de dikkate alınırsa:
P₁·V₁ = P₂·V₂
3·1 = P₂·2
P₂ = 1,5 atm
Bu örnekte sıcaklık artışı gazın hacmini de artırdığı için hem Charles Yasası (V ∝ T) hem de Gay-Lussac Yasası (P ∝ T) birlikte gözlemlenir.
Soru 3: Mısır ısıtıldığında patlayarak açılır. Bu olayda taneciklerin sıcaklıkla ilişkisi grafikte gösterilmiştir. Mısırın patlamasını hangi gaz yasası ile açıklayabilirsiniz?
Cevap: Mısır tanesinin içinde su ve nişasta karışımı vardır. Isıtıldığında içerdeki su buharlaşarak gaz haline geçer. Sıcaklık arttıkça gaz taneciklerinin kinetik enerjisi artar ve iç basınç yükselir. Kabuk belirli bir basınca ulaştığında patlar.
Bu olay Gay-Lussac Kanunu (P ∝ T) ile açıklanır. Yani sıcaklık arttıkça basınç da artar.
10. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 96 Cevapları – MEB Yayınları
Konu: Gaz Yasaları – Günlük Hayatta Kullanım Alanları ve Uygulamalar
Soru 4: Hiperbarik oksijen tedavisi (HBOT), 1 atmosferden daha büyük basınçta saf oksijen solunmasına dayanan tıbbi bir yöntemdir. Bu tedavi; vurgun, karbonmonoksit zehirlenmesi, emboli ve yanık gibi durumlarda uygulanır.
Dekompresyon (vurgun) yaşayan dalgıçların dokularında biriken gaz kabarcıklarının HBOT yöntemi ile yok edilmesinde hangi gaz yasasından yararlanılır?
Cevap: Bu uygulamada Boyle Kanunu’ndan yararlanılır. Çünkü sabit sıcaklıkta bir gazın basıncı arttıkça hacmi azalır. HBOT odasında basınç yükseltildiğinde, vurgun nedeniyle dokularda oluşan gaz kabarcıklarının hacmi küçülür ve gazın çözünmesi sağlanır. Böylece damar tıkanıklığı ve gaz birikimi ortadan kaldırılır.
Soru 5: Gazların hacmi bulundukları ortamın sıcaklığına göre değişir. Bu yüzden doğal gaz sayaçları sıcaklık farklarına göre “düzeltme katsayısı” kullanarak gerçek hacim değerini hesaplar.
a) Düzeltme katsayısının 1’den büyük olduğu bir faturada, doğal gaz sayacının bulunduğu ortam 15 °C sıcaklığına göre nasıldır?
Cevap: Sıcaklık 15 °C’den düşüktür. Çünkü sıcaklık azaldığında gaz hacmi küçülür, bu da ölçülen değerin gerçek hacimden daha az olmasına yol açar. Bu farkı dengelemek için düzeltme katsayısı 1’den büyük alınır.
b) İzmir’de ocak ve temmuz aylarında aynı sayaçtan eşit hacimde doğal gaz ölçülmüştür. Hangi ayda ölçülen değer gerçek değere daha yakındır?
Cevap: Gerçek değere ocak ayında yapılan ölçüm daha yakındır. Çünkü kışın hava soğuktur, gazın hacmi küçülür ve ölçüm hatası daha az olur. Yazın sıcaklık yükseldiğinde gaz genleşir, bu da ölçümü etkiler.
Soru 6: İdeal sürtünmesiz pistonlu kapta bir miktar gaz bulunmaktadır. Aşağıdaki işlemler ayrı ayrı uygulandığında gazın basıncı nasıl değişir?
a) Piston sabitken mutlak sıcaklığı 3 katına çıkarmak
Cevap: Hacim sabit kaldığı için basınç sıcaklıkla doğru orantılıdır. Sıcaklık 3 katına çıkarsa, basınç da 3 katına çıkar.
b) Piston sabitken gaz miktarını yarıya indirmek
Cevap: Mole sayısı basınçla doğru orantılıdır. Gaz miktarı yarıya inerse, basınç da yarıya düşer.
c) Sabit sıcaklıkta hacmi %40 azaltacak şekilde pistonu aşağı itmek
Cevap: Başlangıçta P₁·V₁ = P₂·V₂ olduğuna göre;
P₁·10V = P₂·6V → P₂ = 5P/3
Yani basınç yaklaşık %66,7 artar.
ç) Hacim 3 katına çıkana kadar pistonu yukarı çekmek
Cevap: Hacim artarsa basınç azalır. Hacim 3 katına çıkarsa, basınç 3 kat azalır. (P₂ = P₁ / 3)