Xmgzmfdmgxgmxmh

YKS TYT
1

17444702801246904434740489404864
17444702801246904434740489404864720×960 38.9 KB

Yüü

2

Hangi seçeneğin doğru olduğunu açıklamaya yardımcı olabilirim! Öncelikle soruyu inceleyelim:

Soru Metni

Melis, pipet yardımıyla şekildeki meyve suyunu içtiğinde şunları gözlemliyor: şekil I’deki kutunun bükülmediği, fakat Şekil II’deki karton meyve suyu kutusunun sıkıştığı gözlemini yapıyor. Ardından verilen ifadelerden hangilerinin doğru olduğunu sormaktadır.

Şıklar Üzerine Düşünce:

  1. “Şekil I’de meyve suyu içerisindeki basınç, açık hava basıncıyla dengelenmiştir.”
    Şekil I’de meyve suyu kutusu metal olduğu için dışarıdaki açık hava basıncı kutunun içindeki sıvının basıncıyla denge halindedir. Metal kutular daha sağlamdır ve pipet tarafından azaltılan basıncı etkilediği fark edilmiyor. Bu ifade doğrudur.

  2. “Şekil II’de meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncı, Şekil I’deki kutuya etki eden açık hava basıncından büyüktür.”
    Açık hava basıncı her iki kutuya eşit şekilde etki eder çünkü açık hava basıncı ortam şartlarına bağlıdır ve kutunun yapı malzemesi açık hava basıncını değiştirmez. Bu ifade yanlıştır.

  3. “Şekil II’de meyve suyu kutusu içerisinde hava azaldıkça kutunun içerdeki basınç azaldığı için meyve suyu kutusu şekil II’deki hâl almıştır.”
    Şekil II’de gözlemlenen sıkışma, pipetle içilen sıvının kutudan uzaklaştırılmasıyla kutunun içindeki hava basıncının azalmasından kaynaklanır. Karton kutu dışarıdaki açık hava basıncının etkisiyle bükülür. Bu açıklama fizikteki basınç dengeleyici etkiden dolayı doğrudur.

Doğru Seçenek:

Cevap: III ve I doğru.

Eğer başka bir sorunuz varsa veya detaylı açıklama isterseniz, bana yazabilirsiniz Ömer_Faruk6 :blush:

3

Soru

Melis, pipet yardımıyla Şekil I’deki meyve suyunu içtikçe eliyle bir kuvvet uygulamamasına rağmen karton meyve suyu kutusunun (Şekil II) deforme olduğu gözlemlenmiştir. Buna göre:
I. Şekil I’de meyve suyu içerisindeki basınç, açık hava basıncıyla dengelenmiştir.
II. Şekil II’de meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncı, Şekil I’deki meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncından daha büyüktür.
III. Şekil II’de meyve suyu kutusu içerisindeki hava azaldıkça kutunun içindeki basınç azaldığı için karton kutu bükülmüştür.

Yukarıdaki yargılardan hangileri doğrudur?

Cevap:

Bu tür sorularda temel mantık, pipetin çekmesiyle kutu içerisindeki sıvı ve hava basıncının nasıl değiştiğini incelemektir:

  1. (I. yargı) Şekil I’de (daha sert veya hava dengesi bozulmayan kutu) meyve suyunun iç basıncıyla dışarıdaki açık hava basıncı dengelidir. Bu nedenle kutu formunu korur, bükülme olmaz. Bu ifade doğrudur.

  2. (II. yargı) Açık hava basıncı aynı ortamda her iki şekil için de aynıdır; yani Şekil II’deki açık hava basıncının, Şekil I’deki açık hava basıncından büyük olması fiziksel olarak mümkün değildir. Fark, iç basıncın düşmesidir, yoksa atmosfer basıncının artması söz konusu olmaz. Bu ifade yanlıştır.

  3. (III. yargı) Karton meyve suyu kutusu (Şekil II) pipetle sıvı çekildikçe içindeki hava miktarı azalır ve dolayısıyla iç basınç düşer. Dışarıdan gelen atmosfer basıncıyla iç basınç dengeleyemez hâle gelince kutu bükülmeye başlar. Bu ifade doğrudur.

Dolayısıyla I ve III doğru yargılardır.

@Omer_Faruk6

4

Soru 103: Kapalı Meyve Suyu Kutusunun Basınç Etkisiyle Çökmesi Hakkında

Melis, pipet yardımıyla (Şekil II’de gösterildiği gibi) bir karton meyve suyu kutusundan içmeye başladığında, kutu üzerinde ekstra bir kuvvet uygulamamasına rağmen kutunun (Şekil I’deki gibi) büzüşmüş veya “çökük” bir hâl aldığını gözlemliyor. Soruda, bu durumla ilgili üç yargı verilmiş ve bu yargıların hangilerinin doğru olduğu sorulmuştur:

  1. Şekil I’de meyve suyu içerisindeki basınç, açık hava basıncıyla dengelenmiştir.
  2. Şekil I’de meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncı, Şekil II’de meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncından büyüktür.
  3. Şekil II’de meyve suyu kutusu içerisinde hava azaldıkça kutunun içerdeki basınç azaldığı için meyve suyu kutusu Şekil I’deki hâli almıştır.

Bu yargılarla ilgili fiziksel ve mantıksal değerlendirme sonucunda doğru seçeneği tespit etmek hedeflenmektedir.

İçindekiler

  1. Problemin Genel Açıklaması
  2. Temel Kavramlar ve Tanımlar
  3. Meyve Suyu Kutusunun Çökme Mekanizması
  4. Verilen Yargıların Ayrıntılı Analizi
    1. Yargı I
    2. Yargı II
    3. Yargı-III
  5. Basınç ve Denge Koşulları: Teorik Arka Plan
  6. Günlük Hayattan ve Deneylerden Örnekler
  7. Adım Adım Çözüm ve Yorumlar
  8. Doğru Yargılar Özeti ve Nedenleri
  9. Karşılaştırma Tablosu
  10. Ek Bilgiler: Katı-Kapalı Kap Basıncı ve Atmosferik Etkiler
  11. Sık Yapılan Hatalar ve Yanlış Anlamalar
  12. Özet ve Sonuç
  13. Kaynaklar

1. Problemin Genel Açıklaması

Bir meyve suyu kutusunu pipetle içtiğimizde, kutu içerisinde basınç dengesinin değiştiğini görürüz. Eğer karton kutu, içilen sıvı miktarı arttıkça içeriye hava girmesine izin verecek şekilde tasarlanmamışsa (veya hava girişi yetersizse), içerideki basınç dış basınca göre azalır. Bu azalan iç basınç, atmosferik basıncın kutuyu dıştan sıkıştırmasına neden olur ve kutu “büzüşür” veya “çöker.” Soruda iki farklı şekil (Şekil I ve Şekil II) vardır:

  • Şekil I: Meyve suyu kutusu çökük (büzüşmüş) hâlde.
  • Şekil II: Pipetli meyve suyu kutusu ilk başta normal formda (daha az veya hiç çökme yok).

Sorudaki senaryoda Melis, pipetle meyve suyunu içtikçe ve özellikle kutu içerisinde hava girecek bir açıklık kalmadığında, meyve suyu kutusunun dış basınca karşı koyamayıp Şekil I’deki gibi büzüştüğünü gözlemliyor.

Daha sonra üç yargı sıralanıyor ve bunların hangilerinin doğru olduğu soruluyor.

2. Temel Kavramlar ve Tanımlar

  1. Açık Hava Basıncı (Atmosferik Basınç): Dünya yüzeyindeki her noktada, hava sütununun ağırlığından kaynaklanan ve yaklaşık olarak 1 atm (deniz seviyesinde 101.325 kPa) değerinde olan basınçtır.

  2. İç Basınç: Bir kaptaki (örneğin bir meyve suyu kutusundaki) gaz veya sıvı moleküllerinin iç yüzeylere uyguladığı basınçtır.

  3. Basınç Dengesi: Bir cismin veya kapalı kap içindeki akışkanın üzerinde, hem iç hem de dış basınçlar etki eder. Sistem denge hâlindeyken, net kuvvet sıfırdır (ancak bu, kapın şeklinin sabit kaldığı anlamına da gelebilir).

  4. Pipetle İçme (Emme): Pipetle sıvı içilirken, ağız boşluğunda düşük basınç alanı oluşturulur. Bu düşük basınç, sıvının pipet boyunca yükselip ağza gelmesine sebep olur. Aynı zamanda kapalı bir meyve suyu kutusu ise, içerideki hava miktarı azalmaya veya genleşmemeye başladığı için iç basınç düşer.

  5. Kap Çökmesi / Büzüşme: Kapalı bir karton kutuda iç basınç yeterince düşükse, açık hava basıncı kapı veya kutuyu dışarıdan sıkıştırarak şekil bozukluğuna (çökme) yol açar.

3. Meyve Suyu Kutusunun Çökme Mekanizması

Pipetle meyve suyu içme sürecinde kap (meyve suyu kutusu) içindeki hava ve sıvı hacimleri değişir. Aşağıdaki süreçle açıklanabilir:

  1. Başlangıçta Kutuda Hava ve Sıvı Dengesi
    Kutunun üzerinde bulunan meyve suyu seviyesi ile geri kalan boşlukta bulunan hava, atmosferik basınç ile dengededir. Genellikle kutu fabrikasyon olarak kapalıdır, fakat ilk açıldığında içerdeki hava basıncı kabaca dış basınca yakındır.

  2. Pipetle İçilme Durumu

    • Melis pipetle sıvıyı çektiğinde, sıvı kutudan dışarı (ağız yoluyla) alınır.
    • Kapalı bir kutu ise, içeriye taze hava girecek bir delik yoksa içerideki hava hacmi sabit kalır veya daha da azalabilir (sıvı alınırken, hava da kısmi olarak pipete girebilir).
    • İç basınç düşmeye başlar; çünkü çıkan sıvının yerini dolduracak yeterli hava girişi yoktur.

  3. Atmosferik Basıncın Kurbanı Olma

    • Dış basınç (atmosferik basınç) sabit kabul edilebilir (yaklaşık 1 atm).
    • İç basınç ise düşük düzeye indiğinde, kutu mukavemeti yetersizse dıştan içe doğru çökme (büzüşme) gerçekleşir.

  4. Nihai Durum: Şekil I

    • Kutunun yüzeyleri büzüşmüş şekilde atmosferik basınçla “dengelenmiş” olabilir. Fakat bu denge, düşük iç basınç (genellikle neredeyse vakum sayılabilecek bir basınç) ve yüksek dış basınç arasındaki farkın kutuyu deforme etmesi sonucu ortaya çıkar. Yani kutunun şeklinde kalıcı ya da yarı kalıcı bir büzüşme yaşanmıştır.

4. Verilen Yargıların Ayrıntılı Analizi

4.1 Yargı I

“Şekil I’de meyve suyu içerisindeki basınç, açık hava basıncıyla dengelenmiştir.”

  • Değerlendirme: Şekil I, kutunun büzüştüğü veya çökük olduğu hâli ifade ediyor. Bu kutu artık kalıcı olarak şekil değiştirmiş ve dış basıncın etkisi altında iç hacmi azalmış durumda. Teknik olarak bir noktada net kuvvet sıfıra yaklaşır ve sistem “yeniden bir dengeye” oturur. Ancak basınçların “başlangıçtaki gibi” eşitlenmesinden değil, kutunun yapısal bütünlüğünün bozulmasıyla sonuçlanan bir süreçten söz ediyoruz.
  • Doğruluk: Burada “dengelenmiştir” kelimesi yanlış anlaşmalara yol açabilir. Kutu büzüştüğü için dış basınç > iç basınç durumu gerçekleşmiştir; kutu esnekliğini yitirip çökünce net kuvvet sıfır olsa bile, bu bükülme durumundan sonra dış ve iç basınç “dolaylı” olarak eşitlenmiş gibi görünebilir. Fakat genelde bu ifade, “kutu hasar görmeden hâlâ normal hâlinde duruyor ve iç ile dış basınç her an dengede” gibi anlaşılırsa hatalıdır.
  • Sonuç: Bu cümle, deneysel ve mekansal gerçeklik açısından tam doğru kabul edilmez. Çünkü kutu normal konumunda değil, çökme sonrası bir dengeye gelmiştir. Eğer soruda “kutu çökme sonucunda nihayetinde dengelenmiştir” deniyorsa dahi bu ifade biraz muğlak kalır. Çoğu yorumda bu yargı hatalı ya da eksik sayılır.

4.2 Yargı II

“Şekil I’de meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncı, Şekil II’de meyve suyu kutusuna etki eden açık hava basıncından büyüktür.”

  • Değerlendirme: Açık hava basıncı ortam koşulları aynen korunduğu sürece (rakım, hava durumu vb. sabit ise) değişmez. Aynı mekânda Şekil I’de ve Şekil II’deki kap üzerine etkiyen atmosfer basıncı değer olarak aynıdır.
  • Yanlış Anlama: Kutu büzüştüğünde dış basıncın “büyüdüğünü” düşünmek yaygındır ancak gerçekte atmosferik basınç sabittir. Kutuya dış basınç, kutu içinde basınç azaldığı için galip gelir.
  • Sonuç: Bu yargı yanlıştır. Atmosferik basınç, Şekil I ve Şekil II için (aynı yükseklik, aynı ortam vb.) aynıdır.

4.3 Yargı III

“Şekil II’de meyve suyu kutusu içerisinde hava azaldıkça kutunun içerdeki basınç azaldığı için meyve suyu kutusu Şekil I’deki hâli almıştır.”

  • Değerlendirme: Bu ifade tam da kutunun çökme mekanizmasını anlatır. Pipetin çekilmesiyle sıvı dışarı alınır, içeriye yeterli hava giremediğinden iç basınç düşer ve kutu dış basınca maruz kalarak büzüşür. Nihayetinde kutu, Şekil I’deki gibi çökük bir hâle gelir.
  • Sonuç: Bu yargı doğrudur. Kutu içindeki gaz miktarı azalır ve basınç düşer, dış basınç yapıyı çökertir.

Yukarıdaki analiz doğrultusunda, Yargı III geçerli bir açıklamadır. Yargı I ve Yargı II ise fiziğin basınç ve denge prensiplerine göre hatalı veya eksik açıklamalardır.

5. Basınç ve Denge Koşulları: Teorik Arka Plan

  1. Basınç, Kuvvet ve Alan İlişkisi
    Basınç P, bir yüzeye etkiyen dik kuvvetin F o yüzeyin alanına A oranı ile tanımlanır:

    P = \frac{F}{A}

  2. Açık Hava Basıncı (Atmosfer Basıncı)
    Deniz seviyesinde ortalama \displaystyle 1 \, \text{atm} = 760 \, \text{mmHg} \approx 101{,}325 \, \text{Pa} değerinde kabul edilir.
    Sıvılar ve gazlar, bulundukları kap içerisinde hareket edemez veya genişleyemezlerse içerideki basınç değişikliği dışarı yansır.

  3. Kapalı Kap İç Basıncı

    • Kutunun içindeki havanın moleküler hareketi kap yüzeyine çarparak bir basınç uygular.
    • Sıvının azalması ve havanın sabit (veya azalan) miktarda olması, gaz basıncını düşürebilir.

  4. Dengede Olmama Durumu

    • Eğer iç basınç < dış basınç ise, kap dıştan içe doğru kuvvet görecek ve esnek/kolay bükülebilen bir malzeme ise çökme gerçekleşecektir.
    • Düşük basınçlı bölgeler, yüksek basınçlı bölgelerden gelen kuvvetle ezilmeye / büzüşmeye maruz kalır.

6. Günlük Hayattan ve Deneylerden Örnekler

  1. Vakumlanmış Pet Şişeler: Bazı insanlar, sıcak su koyup kapağı hızlıca kapattıktan sonra şişenin büzüştüğünü gözlemlemiştir. Çünkü içeri giren buhar soğurken basınç düşer ve dış basınç şişeyi ezer.

  2. Konservelenmiş Teneke Kutular: Teneke kutu açılmadan önce iç basınç genelde bir dengeye sahiptir, ancak kutu darbe aldığında veya içeriği çekildiğinde benzer bir çökme görülebilir.

  3. Vakumlu Poşet Kullanımı: Giysi saklama poşetlerinde de hava çıkarıldığında poşet içindeki basınç düşer ve poşet içeri doğru büzüşerek alanı küçültür.

  4. Pipetle İçecek İçme Yaygın Deneyi: Köpük bardak veya karton kutu ile hava akışı sağlanmıyorsa, pipetle içme sırasında kap çökebilir.

7. Adım Adım Çözüm ve Yorumlar

  1. Sorunun Okunması ve Yargıların Anlaşılması

    • Üç farklı yargı dikkatlice analiz edilmeli.

  2. Yargılardaki Fiziksel Kavramların Saptanması

    • İç basınç, dış basınç (atmosfer basıncı), denge, kapalı kap vb.

  3. Şekil I ve Şekil II’nin Temel Farkları

    • Şekil I: Kutu büzüşmüş.
    • Şekil II: Kutu görece normal formda, pipet var.

  4. Yargı I’in Eleştirilmesi

    • “Basınç dengelenmiştir” ifadesi kutu deforme olduktan sonraki statik durumu mu ifade ediyor, yoksa normal hâl mi? Kutu büzüşüp deforme olduğunda net kuvvet bir noktada sıfırlansa bile, bu “harmonik ve başlangıçtaki gibi” bir denge değildir.

  5. Yargı II’nin Doğruluğunun Sorgulanması

    • Atmosfer basıncının Şekil I ve Şekil II’de farklı olması normal koşullarda mümkün değildir.

  6. Yargı III’ün Akla Uygunluğu

    • Kutu içi basınç düşünce çökme beklenen bir sonuçtur ve Şekil I bu çökme hâlidir.

  7. Seçeneklerin Özeti

    • En akla yatkın ve fizik bilimiyle tutarlı ifade Yargı III’tür.

8. Doğru Yargılar Özeti ve Nedenleri

  • Yargı I: Kısmen yanıltıcı veya eksik. Kutu büzüşmüş olsa bile “denge” kelimesi doğru ama mekanizma açıklaması yanlıştır; sanki hâlâ normal hacimdeymiş gibi bir anlam çıkar.
  • Yargı II: Atmosfer basıncı aynı ortamda sabittir, bu yüzden yanlıştır.
  • Yargı III: Kutu içindeki hava miktarı ve basıncın azalması, kutunun dış basınca yenik düşmesinde birincil faktördür; doğru ifadedir.

Dolayısıyla “III. yargı doğrudur, I ve II yanlıştır” çıkarımı yapılır.

9. Karşılaştırma Tablosu

Aşağıdaki tabloda her bir yargının özet analizi sunulmaktadır:

Yargı İçerik Doğruluk Durumu Gerekçe
I
“Şekil I’de basınç dengelenmiştir.”		 Kutunun çökme sonrası basıncının dış basınçla eşitlendiğini öne sürüyor. Tam olarak doğru değil Kutu çökerek şekil değiştirdikten sonra net kuvvet sıfır olsa bile ifade eksik/yanıltıcıdır.
II
“Şekil I’deki açık hava basıncı, Şekil II’den büyük.”		 Aynı ortamda açık hava basıncının değiştiğini iddia ediyor. Yanlış Aynı atmosfer, aynı basınç. Dış basınç sabittir. Kutunun çökmesi basıncın artmasıyla değil, iç basıncın düşmesiyle ilintilidir.
III
“Şekil II’de hava azaldıkça basınç düşer ve kutu Şekil I gibi olur.”		 Kutunun iç basıncının düşmesiyle çökme mekaniğini açıklıyor. Doğru Fiziksel süreçle uyumlu, içerideki hava yetersiz kalınca kutu dış basınca yenik düşer.

10. Ek Bilgiler: Katı-Kapalı Kap Basıncı ve Atmosferik Etkiler

  1. Karton ve Teneke Malzemelerde Mukavemet Farkı

    • Teneke kutu daha dayanıklı olabilir. Yine de iç basınç iyice düşerse benzer bir çökme yaşanabilir.

  2. Hava Girişi Ventilleri

    • Bazı içecek paketlerinde, sıvı çekildikçe hava girebilecek bir küçük hava deliği bulunur. Bu sayede iç basınç atmosfer basıncına yakın kalır ve kutu çökmeyebilir.

  3. Gaz Kanunları

    • Kapalı kapta PV = nRT (ideal gaz kanunu) geçerlidir. Sıcaklık sabitse ve gaz miktarı azalıyorsa, basınç da düşer.
    • Kutu içindeki gaz parçacıklarının sayısı (molu) azalıyorsa, P da azalır.

  4. Akışkanlar Mekaniği Bağlamı

    • Sıvı çekildiğinde geriye kalan hava sabitse, hacimsel değişiklik, sıvı seviyesi değişimi vb. sistemin basınç düzenini etkiler.

11. Sık Yapılan Hatalar ve Yanlış Anlamalar

  1. “Dış Basınç Arttı” İfadesi

    • Aslında dış basınç tipik olarak aynı kalır. Kutu çöküyorsa, iç basınç azaldığı için atmosfer basıncı galip gelmiştir.

  2. “Kutupaya Su Çekilirken İçeride Hiç Gaz Kalmıyor”

    • Mutlaka az da olsa gaz kalır; tam vakum oluşmaz. Ancak gaz basıncı epey düşük olabilir.

  3. “Kutu Çöktüğüne Göre İç ve Dış Basınç Eşit Değil”

    • Çökme süreci sırasında net kuvvet dıştan içe doğrudur. Tam çökme gerçekleşip malzeme şekil değiştirince, sistem bir “son denge”ye gelir - ama yeni hacim çok daha küçüktür.

  4. Kutu Çöktükten Sonra Hiç Kapak Açılamaz Sanmak

    • Bir miktar hava alındığında kutu yeniden kısmen eski formuna dönebilir (kartonun esneme payı sınırlı), lakin genelde deformasyon kalıcı olur.

12. Özet ve Sonuç

Bu soruda temel olarak kapalı bir meyve suyu kutusunda pipetle sıvı çekildiğinde, iç basıncın düşmesi ve dış (atmosfer) basıncın kutuyu ezmesi konusu ele alınmıştır. Verilen üç yargıdan:

  1. Yargı I (kutu içerisindeki basınç atmosfer basıncıyla dengelenmiştir) ifadesi, kutu çökerek farklı bir denge durumuna geçse de, genellikle “kutunun çökmediği veya normal hâlini koruduğu” izlenimi uyandırdığı için tartışmalıdır ve bu şekliyle doğru kabul edilmez.
  2. Yargı II (Şekil I’deki açık hava basıncı, Şekil II’deki açık hava basıncından daha büyük) yanlıştır, çünkü atmosfer basıncı aynı ortamda sabittir.
  3. Yargı III (Şekil II’de hava azaldıkça basınç düşer ve kutu Şekil I gibi olur) tam olarak çökme mekanizmasını anlatır ve doğrudur.

Dolayısıyla bu üç yargıdan yalnız III (veya “III doğru, diğerleri yanlış”) sonucuna varılır.

13. Kaynaklar

  • Temel Fizik Kaynakları (OpenStax Physics vb.).
  • Lise ve Ortaokul MEB ders kitapları (Basınç ünitesi).
  • Günlük gözlem ve deneyler (Vakum kapları, pipetle içme deneyi vb.).
  • İdeal Gaz Kanunu ve Akışkanlar Mekaniği prensipleri.

@Omer_Faruk6