Merhaba sevgili öğrencilerim, Fen Bilimleri dersimize hoş geldiniz! Bugün sizlerle basınç ünitesiyle ilgili çok güzel sorular çözeceğiz. Gönderdiğiniz görseldeki soruları teker teker, herkesin anlayacağı şekilde adım adım açıklayacağım. Hazırsanız, haydi başlayalım!
Soru 5: Semra deniz seviyesinde 0 °C sıcaklıkta yaptığı Torricelli deneyinde açık hava basıncını 76 cm-Hg olarak ölçüyor. Buna göre, aşağıdakilerden hangisi söylenemez?
A) Düzeneği deniz seviyesinden yukarıya taşınırsa cam borudaki cıva yüksekliği azalır.
B) Düzenekte daha geniş bir cam boru kullanılırsa cam borudaki cıva yüksekliği azalır.
C) Düzeneği daha sıcak bir ortama götürülürse cam borudaki sıvı yüksekliği değişir.
D) Düzeneği kaba daha fazla cıva eklenirse cam borudaki cıva yüksekliği değişmez.
Çözüm:
Bu soruda Torricelli’nin meşhur deneyini ve açık hava basıncını etkileyen faktörleri hatırlamamız gerekiyor. Unutmayın, bu deneyde cam borudaki cıva seviyesini belirleyen tek şey, dışarıdaki açık hava basıncıdır.
- Adım 1: A şıkkını inceleyelim. Deniz seviyesinden yukarılara, mesela bir dağın tepesine çıktığımızda üzerimizdeki hava tabakası azalır. Bu da açık hava basıncının düşmesi demektir. Açık hava basıncı düştüğü için, cıva çanağına daha az basınç uygular ve borudaki cıva seviyesi de aşağı iner, yani yüksekliği azalır. Bu ifade doğrudur.
- Adım 2: B şıkkını inceleyelim. Deneyde kullanılan cam borunun daha geniş veya daha dar olması, cıvanın yüksekliğini etkilemez. Açık hava basıncı aynı olduğu sürece, boru ne kadar kalın olursa olsun cıva yine 76 cm’ye kadar yükselecektir. Şıkta ise “yükseklik azalır” diyor. Bu ifade kesinlikle yanlıştır.
- Adım 3: C şıkkını inceleyelim. Sıcaklık değişimi hem havanın hem de cıvanın yoğunluğunu etkiler. Bu nedenle sıcak bir ortama götürüldüğünde ölçümde küçük de olsa bir değişiklik olması beklenir. Yani yükseklik “değişir”. Bu ifade doğrudur.
- Adım 4: D şıkkını inceleyelim. Kaptaki cıva miktarı, borunun ucu cıvanın içinde kaldığı sürece sonucu etkilemez. Kaba istediğimiz kadar cıva ekleyelim, borudaki cıva yüksekliği açık hava basıncı değişmediği sürece değişmez. Bu ifade de doğrudur.
Soruda bizden söylenemeyecek, yani yanlış olan ifadeyi bulmamız isteniyor.
Sonuç:B şıkkı yanlıştır, çünkü borunun kalınlığı cıva seviyesini etkilemez.
Soru 6: Ali aşağıdaki kaplara eşit seviyede olacak şekilde su koyuyor. Bu kaplara taşma olmayacak şekilde birer bardak su daha eklendiğinde kapların tabanında oluşan sıvı basınçları arasındaki ilişki aşağıdaki grafiklerden hangisindeki gibi olur?
Çözüm:
Harika bir sıvı basıncı sorusu! Sıvı basıncının formülünü hatırlayalım: P = h x d. Yani basınç, sıvının derinliğine (h) ve yoğunluğuna (d) bağlıdır. Bütün kaplarda su olduğu için yoğunluklar (d) aynı. O zaman biz sadece sıvıların son durumdaki yüksekliklerine (h) bakacağız. Yüksekliği en fazla olanın tabanındaki basınç da en fazla olacaktır.
- Adım 1: Kapların şeklini analiz edelim.
- X kabı: Düz bir kap.
- Y kabı: Yukarı doğru daralan bir kap.
- Z kabı: Yukarı doğru genişleyen bir kap.
- Adım 2: Eşit miktarda su ekleyince ne olacağını düşünelim. Her birine “birer bardak” yani eşit hacimde su ekliyoruz.
- Y kabı yukarı doğru daraldığı için, eklenen su en çok bu kapta yükselecektir.
- X kabı düz olduğu için normal bir şekilde yükselecektir.
- Z kabı ise yukarı doğru genişlediği için, eklenen su en az bu kapta yükselecektir.
- Adım 3: Son yükseklikleri ve basınçları karşılaştıralım. Su eklendikten sonraki sıvı yükseklikleri (derinlikleri) arasındaki sıralama şöyle olur: hY > hX > hZ. Sıvı basıncı da doğru orantılı olduğu için basınç sıralaması da PY > PX > PZ şeklinde olacaktır.
- Adım 4: Grafiklerde bu sıralamayı arayalım. Y’nin basıncının en yüksek, X’in ortada, Z’nin ise en düşük olduğu grafiği bulmalıyız. Bu sıralamaya uyan tek grafik A şıkkındadır.
Sonuç: Doğru cevap A şıkkıdır.
Soru 7: Cemal, kapağı açık teneke kutuyu bir süre ısıttıktan sonra kapağını kapatıp soğumaya bırakıyor. Buna göre, Cemal’in yaptığı deneyle ilgili olarak,
I. Tenekenin içindeki gaz basıncı arttığı için teneke kutu büzüşmüştür.
II. Tenekenin büzüşmesinde açık hava basıncı etkili olmuştur.
III. Teneke kutu kapağı kapatılmadan soğumaya bırakılsaydı büzüşme olmazdı.
yargılarından hangileri doğrudur?
Çözüm:
Bu deney, açık hava basıncının ne kadar güçlü olduğunu gösteren klasik bir deneydir. Gelin neler olduğunu adım adım düşünelim.
- Adım 1: Deneyin ilk aşaması (Isıtma). Cemal tenekeyi ısıttığında içindeki hava da ısınır. Isınan havanın tanecikleri hızlanır, genleşir ve bir kısmı dışarı çıkar.
- Adım 2: Deneyin ikinci aşaması (Kapatma ve Soğutma). Cemal tenekenin ağzını sıkıca kapatıp soğumaya bıraktığında, içeride kalan sıcak hava soğumaya başlar. Soğuyan havanın tanecikleri yavaşlar ve birbirine yaklaşır. Bu da tenekenin içindeki gaz basıncının düşmesine neden olur.
- Adım 3: Sonuç (Büzüşme). Tenekenin içindeki basınç düşünce, dışarıdaki güçlü açık hava basıncı tenekeye her yönden kuvvet uygular. İç basınç bu dış basınca karşı koyamadığı için teneke içe doğru çöker, yani büzüşür.
- Adım 4: Yargıları değerlendirelim.
- I. yargı: “İçindeki gaz basıncı arttığı için büzüşmüştür” diyor. Tam tersi! İçindeki gaz basıncı azaldığı için büzüşmüştür. Bu yüzden bu yargı yanlıştır.
- II. yargı: “Büzüşmesinde açık hava basıncı etkili olmuştur” diyor. Kesinlikle! Büzüşmenin asıl sebebi, dışarıdaki açık hava basıncının içerideki düşük basıncı yenmesidir. Bu yargı doğrudur.
- III. yargı: “Kapağı kapatılmasaydı büzüşme olmazdı” diyor. Eğer kapak açık olsaydı, içerideki hava soğuyup basıncı düştüğünde dışarıdan hemen hava içeri girer ve iç basınç ile dış basınç eşitlenirdi. Bu yüzden de büzüşme olmazdı. Bu yargı da doğrudur.
Bizden doğru olan yargıları bulmamız isteniyor. Bunlar II ve III’tür.
Sonuç: Doğru cevap D şıkkıdır (II ve III).
Soru 8: Sevim yaptığı deneyde içi su dolu kabın musluğundan akan suyun fışkırma mesafesini aşağıdaki gibi ölçüyor. Sevim suyun fışkırma mesafesi olan X’i artırmak için,
I. Suya tuz ekleyip karıştırmalı.
II. Su yerine daha yoğun bir sıvı koymalı.
III. Musluğu daha aşağı koymalı.
önerilerinden hangilerini uygulamalıdır?
Çözüm:
Bu soruda suyun ne kadar uzağa fışkıracağını, yani kaptaki sıvı basıncını nasıl artırabileceğimizi bulmamız gerekiyor. Bir sıvının fışkırma mesafesi, o noktadaki sıvı basıncıyla doğru orantılıdır. Sıvı basıncını (P) etkileyen faktörleri tekrar hatırlayalım: P = h x d (Derinlik x Yoğunluk).
Amacımız X mesafesini, yani basıncı artırmak. O zaman ya derinliği (h) ya da yoğunluğu (d) artırmalıyız.
- Adım 1: I. öneriyi inceleyelim. “Suya tuz ekleyip karıştırmalı.” Suya tuz eklediğimizde tuzlu su elde ederiz ve tuzlu suyun yoğunluğu (d) saf sudan daha fazladır. Yoğunluk arttığı için aynı derinlikteki basınç da artar. Basınç artınca su daha uzağa fışkırır. Yani X mesafesi artar. Bu öneri doğrudur.
- Adım 2: II. öneriyi inceleyelim. “Su yerine daha yoğun bir sıvı koymalı.” Bu, birinci öneriyle aynı mantıktadır. Sıvının yoğunluğunu (d) artırmak, basıncı doğrudan artırır. Dolayısıyla X mesafesi de artar. Bu öneri de doğrudur.
- Adım 3: III. öneriyi inceleyelim. “Musluğu daha aşağı koymalı.” Musluk ne kadar aşağıda olursa, üzerindeki su sütununun yüksekliği, yani derinlik (h) o kadar fazla olur. Derinlik arttıkça o noktadaki basınç da artar. Basınç artınca da su daha uzağa fışkırır. X mesafesi artar. Bu öneri de doğrudur.
Gördüğümüz gibi, verilen üç öneri de sıvı basıncını ve dolayısıyla suyun fışkırma mesafesini artırır.
Sonuç: Doğru cevap D şıkkıdır (I, II ve III).
Umarım açıklamalarım faydalı olmuştur. Anlamadığınız bir yer olursa çekinmeden sorun. Başarılar dilerim!