1. Buz erirse h, P_su, ρ_gaz, P_gaz nedir?
Cevap:
Buz eridiğinde su seviyesinde değişiklik olup olmadığını, basınç ve yoğunluk değişimlerini hesaplayacağız. Öncelikle buzu suya ekleyerek toplam sistemin hacim ve kütle dengelerini inceleyelim. Buz erirse, suya dönüşerek toplam hacim değişmeyecektir çünkü buz zaten su içinde bulunduğu için yer değiştirdiği hacim ile kendi hacmi eşittir.
Çözüm Adımları:
-
Hacim Değişimi:
- Buz eridiğinde su seviyesinde bir değişiklik gözlenmez. Bu yüzden h aynı kalır.
-
Su Basıncı (P_{su}):
- Su basıncı derinlik ile doğru orantılıdır. Basınç, P_{su} = \rho_{su}gh formülüyle bulunur. Burada \rho_{su} suyun yoğunluğu, g yer çekimi ivmesi, ve h yükseklik.
-
Gaz Yoğunluğu (ρ_gaz):
- Sistemde gaz yoğunluğu (ρ_gaz) değişmez. Kapalı bir sistem olduğu varsayılırsa, sıcaklık ve hacim sabit olduğunda gaz yoğunluğu sabit kalabilir.
-
Gaz Basıncı (P_{gaz}):
- Gaz basıncı, ideal gaz yasasına göre P_{gaz} = nRT/V bağıntısıyla hesaplanır. Buz eriyince gazın hacmi değişmez, bu nedenle sıcaklık sabitse basınç değişmez.
2. İp koparsa h, P_su, ρ_gaz, P_gaz nedir?
Cevap:
İp koptuğunda cisim yükselir ve su üzerinde yüzer. Bu durum, sistemin dengelerini değiştirir.
Çözüm Adımları:
-
Su Seviyesi (h):
- Cisim suyun üzerine çıkar ve su seviyesi geometrik ve hacimsel özelliklere bağlı olarak yükselebilir veya değişmeyebilir.
-
Su Basıncı (P_{su}):
- Basınç yine P_{su} = \rho_{su}gh formülüne bağlı olarak değişir. h'deki potansiyel değişim, basıncı etkiler.
-
Gaz Yoğunluğu (ρ_gaz):
- Kapalı bir sistemde gaz yoğunluğu (ρ_gaz) genellikle sabit kalır ancak hacimde değişiklik olursa az da olsa etkilenebilir.
-
Gaz Basıncı (P_{gaz}):
- Gaz hacminin değişmesi, basıncı P_{gaz} = nRT/V formülüne göre etkiler. Eğer su seviyesi değişiminden dolayı gaz hacmi değişirse, basınç da değişebilir.
Bu açıklamalar sistemin davranışını anlamak ve dengeyi belirlemek için genel bilgi sağlar. Mevcut verilerle daha spesifik hesaplamalara yönelmek gerekebilir.