- 1 atmosfer dış basınçta saf X, Y ve Z sıvılarının t °C sıcaklıkta buhar basınçları tabloda verilmiştir.
| Sıvı | Buhar basıncı (mmHg) |
|—|—|
| X | 240 |
| Y | 150 |
| Z | 192 |
Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Sıvıların normal basınçta kaynama sıcaklıkları t °C’den büyüktür.
B) Moleküller arası çekim kuvveti en büyük olan Z sıvısıdır.
C) Dış basınç artırıldığında açık kaptaki X sıvısının buhar basıncı 240 mmHg’dan büyük olur.
D) Aynı basınçta kaynama sıcaklığı en küçük olan Y sıvısıdır.
E) Z sıvısının yüzey alanı artırılırsa buhar basıncı artar.
Saf X, Y ve Z Sıvılarının Buhar Basıncı ve Kaynama Sıcaklığı Analizi
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — A Seçeneğinin Analizi
Normal basınç (1\text{ atm} = 760\text{ mmHg}), sıvıların kaynaması için buhar basınçlarının 760\text{ mmHg} değerine ulaşması gereken dış basınçtır. Tabloda verilen t\text{ \textdegree{}C} sıcaklıkta;
- X sıvısının buhar basıncı = 240\text{ mmHg} < 760\text{ mmHg}
- Y sıvısının buhar basıncı = 150\text{ mmHg} < 760\text{ mmHg}
- Z sıvısının buhar basıncı = 192\text{ mmHg} < 760\text{ mmHg}
Sıvıların buhar basınçları henüz 760\text{ mmHg} değerine ulaşamadığı için hiçbiri t\text{ \textdegree{}C} sıcaklıkta kaynamamaktadır. Buhar basıncını 760\text{ mmHg}'ye ulaştırmak için sıcaklığın artırılması gerekir. Bu nedenle her üç sıvının da normal kaynama sıcaklığı t\text{ \textdegree{}C}'den büyüktür. Bu ifade doğrudur.
Adım 2 — B Seçeneğinin Analizi
Aynı sıcaklıkta buhar basıncı ile moleküller arası çekim kuvveti ters orantılıdır. Buhar basıncı sıralaması:
P_X (240\text{ mmHg}) > P_Z (192\text{ mmHg}) > P_Y (150\text{ mmHg})
Buna göre moleküller arası çekim kuvveti sıralaması:
\text{Y} > \text{Z} > \text{X}
Moleküller arası çekim kuvveti en büyük olan Z değil, Y sıvısıdır. Bu ifade yanlıştır.
Adım 3 — C Seçeneğinin Analizi
Denge buhar basıncı yalnızca sıvının cinsine, saflığına ve sıcaklığa bağlıdır; dış basınca bağlı değildir. Dış basınç artırılsa bile t\text{ \textdegree{}C} sıcaklıkta X sıvısının buhar basıncı 240\text{ mmHg} olarak sabit kalır. Bu ifade yanlıştır.
Adım 4 — D Seçeneğinin Analizi
Uçuculuğu en yüksek olan sıvının kaynama noktası en düşüktür. Kaynama noktası sıralaması:
T_{\text{kaynama}}(\text{Y}) > T_{\text{kaynama}}(\text{Z}) > T_{\text{kaynama}}(\text{X})
Kaynama sıcaklığı en küçük olan Y değil, X sıvısıdır. Bu ifade yanlıştır.
Adım 5 — E Seçeneğinin Analizi
Sıvının yüzey alanının artırılması buharlaşma hızını artırır ancak buhar basıncını değiştirmez. Bu ifade yanlıştır.
Adım 6 — Seçenek Karşılaştırması
A. Sıvıların normal basınçta kaynama sıcaklıkları t °C’den büyüktür. — t\text{ \textdegree{}C}'de buhar basınçları 760\text{ mmHg}'den küçük olduğu için doğrudur.
B. Moleküller arası çekim kuvveti en büyük olan Z sıvısıdır. — Buhar basıncı en düşük olan Y’nin çekim kuvveti en büyüktür.
C. Dış basınç artırıldığında açık kaptaki X sıvısının buhar basıncı 240 mmHg’dan büyük olur. — Buhar basıncı dış basınca bağlı değildir.
D. Aynı basınçta kaynama sıcaklığı en küçük olan Y sıvısıdır. — Kaynama noktası en küçük olan X sıvısıdır.
E. Z sıvısının yüzey alanı artırılırsa buhar basıncı artar. — Yüzey alanı buhar basıncını etkilemez.
Adım 7 — Son Doğrulama
1\text{ atm} (760\text{ mmHg}) dış basınç altında bir sıvının kaynaması için iç buhar basıncının 760\text{ mmHg} olması şarttır. t\text{ \textdegree{}C}'de tüm sıvıların buhar basıncı 760\text{ mmHg}'nin altında kaldığından normal kaynama sıcaklıkları kesinlikle t\text{ \textdegree{}C}'den büyüktür.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: A) Sıvıların normal basınçta kaynama sıcaklıkları t °C’den büyüktür.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Buhar basıncına etki eden faktörler (sıvı cinsi, sıcaklık, saflık) ve buharlaşma hızı arasındaki farkları pekiştirmek için benzer bir soru daha çözmemi ister misin?