Gazlar

1. Gazların bulundukları kabın tamamını doldurmasının nedeni sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?

• A) Kabın küçük olması
• B) Gazların ağır olması
• C) Gazların renksiz olması
• D) Taneciklerin çok hızlı ve düzensiz hareket etmesi ile aralarındaki çekimin çok zayıf olması
• E) Gazların soğuk olması

Doğru cevap: D — Gaz tanecikleri çok hızlı ve düzensiz hareket eder, aralarındaki çekim çok zayıftır; bu yüzden kabın her yerine dağılırlar.

1. Katı ve sıvıda tanecikleri bir arada tutan çekim kuvvetleri etkilidir; gazda bu çekim hareket enerjisi yanında ihmal edilecek kadar küçüktür.
2. Tanecikler her yöne düz çizgilerle hareket eder, birbirine ve çepere çarpıp yön değiştirir; onları bir bölgede tutan bir etki yoktur.
3. Sonuç: gaz, konduğu kabın hacmini ve biçimini alır; kendine özgü bir hacmi yoktur.
4. Denetleyelim: aynı miktar gaz 1 L’lik kaba da 5 L’lik kaba da konsa kabı doldurur ✓; sıvı ise yalnız kendi hacmi kadar yer kaplardı.

2. Kapalı bir kaptaki gazın kaba basınç uygulamasının nedeni sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?

• A) Gazın ağırlığı
• B) Taneciklerin kabın çeperlerine sürekli çarpması ve her çarpışmanın küçük bir kuvvet uygulaması
• C) Gazın ısınması
• D) Kabın esnemesi
• E) Gazın yoğunlaşması

Doğru cevap: B — Gaz basıncı, taneciklerin kabın çeperlerine sürekli çarpması ve her çarpışmanın küçük bir kuvvet uygulamasıyla oluşur.

1. Basınç, birim yüzeye etki eden kuvvettir; soru bu kuvvetin kaynağını soruyor.
2. Gaz tanecikleri durmadan hareket eder ve çepere çarpar; her çarpışmada çepere küçük bir itme uygulanır.
3. Tek çarpışma ölçülemeyecek kadar küçüktür ama saniyede sayısız çarpışma olur; toplam etki sürekli ve düzgün bir basınç olarak ölçülür.
4. Denetleyelim: basınç kabın her yönünde, tavanında da tabanında da aynıdır ✓ — ağırlıktan kaynaklansaydı yalnız tabana etkirdi.

3. Sabit sıcaklıkta bir gazın hacmi yarıya indirilmektedir. Basıncı nasıl değişir?

sabit T: P \cdot V = sabit

• A) İki katına çıkar
• B) Değişmez
• C) Yarıya iner
• D) Dört katına çıkar
• E) Sıfırlanır

Doğru cevap: A — Sabit sıcaklıkta $P \cdot V$ sabittir (Boyle yasası); hacim yarıya inerse basınç iki katına çıkar.

1. Başlangıcı $P_1$ ve $V_1$ diyelim; yeni hacim $V_2 = V_1/2$.
2. Boyle yasası: $P_1 V_1 = P_2 V_2 \Rightarrow P_1 V_1 = P_2 \cdot V_1/2$.
3. Her iki yanı $V_1$’e bölüp 2 ile çarpalım: $P_2 = 2P_1$.
4. Tanecik düzeyinde: aynı sayıda tanecik yarı hacimde çepere iki kat sık çarpar.
5. Denetleyelim: $P_1 = 1$ atm, $V_1 = 4$ L → çarpım 4; $V_2 = 2$ L’de $P_2 = 2$ atm, çarpım yine 4 ✓.

4. Sabit basınçta bir gazın mutlak sıcaklığı iki katına çıkarılmaktadır. Hacmi nasıl değişir?

sabit P: V / T = sabit

• A) Yarıya iner
• B) Değişmez
• C) Sıfırlanır
• D) Dört katına çıkar
• E) İki katına çıkar

Doğru cevap: E — Sabit basınçta $V/T$ sabittir (Charles yasası); mutlak sıcaklık iki katına çıkınca hacim de iki katına çıkar.

1. Charles yasası: $\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}$, burada $T$ kelvin cinsindendir.
2. $T_2 = 2T_1$ koyalım: $V_2 = V_1 \cdot \dfrac{2T_1}{T_1} = 2V_1$.
3. Tanecik düzeyinde: ısınan tanecikler hızlanır ve çepere daha güçlü çarpar; basıncın sabit kalabilmesi için gaz genleşip çarpışma sıklığını azaltmalıdır.
4. Denetleyelim: 300 K’de 5 L olan gaz 600 K’de 10 L olur; $5/300 = 10/600$ ✓.

5. Gaz hesaplarında sıcaklığın kelvin cinsinden alınması gerektiği belirtilmektedir. Bu kuralın gerekçesi nedir?

• A) Kelvinin daha büyük olması
• B) Kelvinin daha kolay ölçülmesi
• C) Kelvin ölçeğinin mutlak sıfırdan başlaması; oranların ancak bu ölçekte anlamlı olması
• D) Kelvinin daha yaygın olması
• E) Celsius’un yasak olması

Doğru cevap: C — Bağıntılar orantı içerir; "iki katı sıcaklık" ancak sıfırı gerçek bir başlangıç olan ölçekte anlamlıdır. Celsius kullanılsaydı 10 °C’nin iki katı 20 °C olurdu ki bu tanecik enerjisi bakımından doğru değildir.

1. Bağıntılar oran içerir.
2. Oran için sıfırın gerçek başlangıç olması gerekir.
3. Kelvin ölçeği mutlak sıfırdan başlar.

6. Sabit hacimli kapalı bir kaptaki gaz ısıtılmaktadır. Basıncı nasıl değişir ve neden?

• A) Azalır; tanecikler yavaşlar
• B) Artar; tanecikler hızlanır, çepere daha sık ve daha güçlü çarpar
• C) Değişmez
• D) Sıfırlanır
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: B — Sabit hacimde ısıtılan gazın basıncı artar: tanecikler hızlanır, çepere daha sık ve daha güçlü çarpar.

1. Hacim ve tanecik sayısı sabit; değişen yalnız sıcaklık.
2. Sıcaklık artınca taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar, tanecikler hızlanır.
3. Hızlanan tanecikler çepere hem daha sık hem de daha büyük itmeyle çarpar; iki etki birlikte basıncı yükseltir. Bağıntı: $P/T$ sabit (Gay-Lussac).
4. Denetleyelim: 300 K’de 2 atm olan gaz 450 K’e ısıtılırsa $P_2 = 2 \cdot 450/300 = 3$ atm ✓; basınç arttı.

7. İdeal gaz denkleminde yer alan büyüklükler sorulmaktadır. Bu denklem hangi nicelikleri birbirine bağlar?

P V = n R T

• A) Yalnız basınç ve hacim
• B) Yalnız sıcaklık ve hacim
• C) Yalnız yoğunluk ve sıcaklık
• D) Yalnız kütle ve hacim
• E) Basınç, hacim, mol sayısı ve mutlak sıcaklık

Doğru cevap: E — İdeal gaz denklemi $PV = nRT$; basınç, hacim, mol sayısı ve mutlak sıcaklığı tek bağıntıda birbirine bağlar.

1. Denklemdeki simgeleri okuyalım: $P$ basınç, $V$ hacim, $n$ mol sayısı, $T$ kelvin cinsinden sıcaklık.
2. $R$ bir değişken değil, evrensel gaz sabitidir: $0{,}082\ \text{L·atm/(mol·K)}$.
3. Bir değişkeni sabit tuttuğumuzda bilinen yasalar çıkar: $n$ ve $T$ sabitse $PV$ sabit (Boyle), $n$ ve $P$ sabitse $V/T$ sabit (Charles), $n$ ve $V$ sabitse $P/T$ sabit (Gay-Lussac).
4. Denetleyelim: 1 mol gaz, 273 K ve 1 atm’de $V = 1 \cdot 0{,}082 \cdot 273 / 1 \approx 22{,}4$ L ✓ — normal koşuldaki molar hacmi veriyor.

8. Tabloda gazlarla ilgili standart değerler verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan değer hangisidir?

• A) 11,2 L
• B) 44,8 L
• C) 22,4 L
• D) 1 L
• E) 18 L

Doğru cevap: C — Normal koşullarda (0 °C, 1 atm) 1 mol ideal gazın hacmi 22,4 L’dir; bu değer gazın türünden bağımsızdır.

1. Normal koşullar: sıcaklık 0 °C = 273 K, basınç 1 atm.
2. $PV = nRT$’den $V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{1 \cdot 0{,}082 \cdot 273}{1} \approx 22{,}4$ L.
3. Denklemde gazın cinsi yer almaz; Avogadro’ya göre aynı koşulda eşit hacimdeki gazlar eşit sayıda tanecik içerir.
4. Denetleyelim: 2 mol gaz NK’da $2 \cdot 22{,}4 = 44{,}8$ L kaplar ✓ — tablodaki 44,8 L seçeneği 1 mole değil 2 mole ait.

9. Sabit sıcaklıkta 4 L hacim kaplayan bir gazın basıncı 3 atm’dir. Hacmi 6 L’ye çıkarıldığında basıncı kaç atm olur?

P_1 V_1 = P_2 V_2

• A) 2
• B) 4,5
• C) 1,5
• D) 18
• E) 9

Doğru cevap: A — Sabit sıcaklıkta $P_1 V_1 = P_2 V_2$; $3 \cdot 4 = P_2 \cdot 6$ eşitliğinden yeni basınç 2 atm bulunur.

1. Verilenler: $P_1 = 3$ atm, $V_1 = 4$ L, $V_2 = 6$ L; sıcaklık sabit, Boyle yasası uygulanır.
2. Çarpımı hesaplayalım: $P_1 V_1 = 3 \cdot 4 = 12$ atm·L.
3. $P_2 = 12 / 6 = 2$ atm.
4. Denetleyelim: hacim büyüdü, basınç küçüldü ✓ (ters orantı); $2 \cdot 6 = 12$, çarpım korundu ✓.

10. Sabit basınçta 300 K sıcaklıkta 6 L hacim kaplayan bir gaz 400 K’e ısıtılmaktadır. Yeni hacmi kaç L’dir?

\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}

• A) 4,5
• B) 6
• C) 10
• D) 8
• E) 12

Doğru cevap: D — Sabit basınçta $V_1/T_1 = V_2/T_2$; $6/300 = V_2/400$ eşitliğinden yeni hacim 8 L bulunur.

1. Verilenler: $V_1 = 6$ L, $T_1 = 300$ K, $T_2 = 400$ K; sıcaklıklar zaten kelvin cinsinden.
2. Charles yasası: $\dfrac{6}{300} = \dfrac{V_2}{400}$.
3. $V_2 = \dfrac{6 \cdot 400}{300} = \dfrac{2400}{300} = 8$ L.
4. Denetleyelim: $8/400 = 0{,}02$ ve $6/300 = 0{,}02$ ✓; ısınan gaz genleşti, sonuç beklenen yönde.

11. Odanın bir köşesine sıkılan parfümün kısa sürede her yerden duyulmasının nedeni sorulmaktadır. Bu olayın adı nedir?

• A) Difüzyon (yayılma); tanecikler düzensiz hareketleriyle her yöne dağılır
• B) Efüzyon
• C) Yoğunlaşma
• D) Süblimleşme
• E) Çözünme

Doğru cevap: A — Parfüm taneciklerinin düzensiz hareketleriyle kendiliğinden bütün odaya dağılmasına difüzyon (yayılma) denir.

1. Parfüm buharlaşınca tanecikleri gaz hâline geçer ve hava tanecikleri arasında hareket etmeye başlar.
2. Tanecikler sürekli çarpışarak her yöne düzensiz ilerler; derişimin yüksek olduğu köşeden düşük olduğu bölgelere doğru bir net dağılma oluşur.
3. Bir gazın başka bir gaz içinde kendiliğinden yayılmasının adı difüzyondur.
4. Denetleyelim: koku önce yakındakilere, sonra uzaktakilere ulaşır ✓ — yayılmanın zamana yayılan niteliği bunu gösterir.

12. Aynı sıcaklıkta bulunan hafif ve ağır iki gazın yayılma hızları karşılaştırılmaktadır. Doğru karşılaştırma hangisidir?

• A) Ağır gaz daha hızlı yayılır
• B) Eşittir
• C) Hafif gaz daha hızlı yayılır; aynı sıcaklıkta eşit ortalama enerjiye sahip tanecikler daha küçük kütleyle daha büyük hıza ulaşır
• D) Belirlenemez
• E) İkisi de yayılmaz

Doğru cevap: C — Aynı sıcaklıkta gazların ortalama kinetik enerjileri eşittir; $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ gereği kütlesi küçük olan gaz daha hızlı yayılır.

1. Sıcaklık, ortalama kinetik enerjinin ölçüsüdür; iki gaz aynı sıcaklıkta olduğuna göre $\frac{1}{2}m_1 v_1^2 = \frac{1}{2}m_2 v_2^2$.
2. Eşitlik korunmalıysa küçük $m$ büyük $v$ ile dengelenir: hafif tanecik daha hızlıdır.
3. Graham bağıntısı: $\dfrac{v_1}{v_2} = \sqrt{\dfrac{M_2}{M_1}}$.
4. Denetleyelim: H₂ (2 g/mol) ile O₂ (32 g/mol) için $\sqrt{32/2} = 4$ ✓; hidrojen oksijenden 4 kat hızlı yayılır.

13. Sıcaklığın tanecik düzeyindeki karşılığı sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?

• A) Taneciklerin sayısı
• B) Taneciklerin kütlesi
• C) Taneciklerin büyüklüğü
• D) Taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin ölçüsü
• E) Taneciklerin rengi

Doğru cevap: D — Sıcaklık, maddeyi oluşturan taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin ölçüsüdür.

1. Bir örnekteki tanecikler aynı hızda hareket etmez; kimi hızlı, kimi yavaştır.
2. Sıcaklık bu hareketlerin tek tek değerini değil ortalamasını yansıtır: ortalama kinetik enerji artınca sıcaklık yükselir.
3. Kelvin ölçeğinde ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır; bu yüzden gaz hesaplarında kelvin kullanılır.
4. Denetleyelim: bir bardak kaynar suyun sıcaklığı bir küvet ılık sudan yüksektir ama küvetteki toplam enerji daha fazla olabilir ✓ — sıcaklık toplamı değil ortalamayı ölçer.

14. Tabloda gaz yasaları özetlenmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan ilişki hangisidir?

• A) Basınç ile sıcaklık ters orantılı
• B) Basınç ile mutlak sıcaklık doğru orantılı
• C) Basınç ile hacim doğru orantılı
• D) Hacim ile sıcaklık ters orantılı
• E) İlişki yoktur

Doğru cevap: B — Hacim sabit tutulunca $PV = nRT$’den $P/T$ sabit kalır: basınç ile mutlak sıcaklık doğru orantılıdır (Gay-Lussac).

1. Tablodaki iki satırı doğrulayalım: $T$ sabit → $PV$ sabit, ters orantı ✓; $P$ sabit → $V/T$ sabit, doğru orantı ✓.
2. Eksik satırda $V$ ve $n$ sabit: $P = \dfrac{nR}{V} \cdot T$ ve $\dfrac{nR}{V}$ sabit bir sayıdır.
3. Öyleyse $P \propto T$: basınç mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır.
4. Denetleyelim: 300 K’de 1 atm olan kapalı kaptaki gaz 600 K’de 2 atm olur ✓; ısınan kapalı kapta basınç yükselir.

15. Uzun yolculuk sonrası araç lastiklerindeki basıncın arttığı ölçülmektedir. Bu artışın nedeni nedir?

• A) Lastiğin küçülmesi
• B) Havanın azalması
• C) Havanın nemlenmesi
• D) Yolun bozuk olması
• E) Sürtünmeyle ısınan lastik içindeki gazın sıcaklığının artması ve sabit hacimde basıncın yükselmesi

Doğru cevap: E — Yolda sürtünmeyle ısınan lastikteki havanın sıcaklığı artar; hacim yaklaşık sabit olduğu için basınç mutlak sıcaklıkla birlikte yükselir.

1. Lastik yolda sürekli esner ve sürtünür; bu iş ısıya dönüşür, lastik ve içindeki hava ısınır.
2. Lastiğin hacmi pek değişmez ve içindeki hava miktarı aynıdır; durum sabit hacimli bir kaba benzer.
3. Sabit hacimde $P/T$ sabittir: sıcaklık artınca basınç da artar.
4. Denetleyelim: 20 °C (293 K) ve 2,2 bar olan lastik 50 °C’ye (323 K) ısınırsa $2{,}2 \cdot 323/293 \approx 2{,}4$ bar olur ✓; bu yüzden basınç soğuk lastikte ölçülür.

16. Grafikte sabit sıcaklıkta bir gazın basıncının hacme göre değişimi verilmiştir. Grafiğin bu biçimde olmasının nedeni nedir?

• A) Sıcaklığın değişmesi
• B) Mol sayısının artması
• C) Basınç ile hacmin çarpımının sabit kalması; ters orantı
• D) Ölçüm hatası
• E) Basıncın sabit olması

Doğru cevap: C — Sabit sıcaklıkta $P \cdot V$ çarpımı sabit kaldığı için basınç ile hacim ters orantılıdır; grafik bu yüzden hiperbol biçimindedir.

1. Grafikten değerleri okuyalım: 1 L → 12 atm, 2 L → 6 atm, 3 L → 4 atm, 6 L → 2 atm.
2. Her nokta için çarpımı hesaplayalım: $1 \cdot 12 = 2 \cdot 6 = 3 \cdot 4 = 6 \cdot 2 = 12$ atm·L.
3. Çarpım sabitse biri artarken diğeri aynı oranda azalır: ters orantı. Eğri eksenlere yaklaşır ama onlara değmez.
4. Denetleyelim: hacim 2 katına çıkınca (1 → 2 L) basınç yarıya iniyor (12 → 6 atm) ✓.

17. Sıcak hava balonunun yükselmesinin gaz özellikleriyle açıklaması sorulmaktadır. Doğru açıklama hangisidir?

• A) Havanın ağırlaşması
• B) Rüzgârın kaldırması
• C) Balonun hafiflemesi
• D) Isıtılan havanın genleşip yoğunluğunun azalması ve balonun ortalama yoğunluğunun çevredeki havadan küçük olması
• E) Basıncın artması

Doğru cevap: D — Isıtılan hava genleşip yoğunluğu azalır; balonun ortalama yoğunluğu çevredeki soğuk havadan küçük olunca kaldırma kuvveti ağırlığı aşar.

1. Balonun alt ağzı açık olduğu için içerideki basınç çevre basıncına eşit kalır; ısıtma basıncı değil hacmi etkiler (Charles).
2. Isınan hava genleşir ve fazlası ağızdan dışarı çıkar; balonun içinde aynı hacimde daha az tanecik kalır, yoğunluk düşer.
3. Kaldırma kuvveti, balonun yerini aldığı soğuk havanın ağırlığına eşittir; balonun toplam ağırlığı bundan küçük olunca balon yükselir.
4. Denetleyelim: brülör kapatılıp hava soğuyunca yoğunluk artar ve balon alçalır ✓ — yükselme ısıtmaya bağlı.

18. Gerçek gazların çok yüksek basınç ve çok düşük sıcaklıkta ideal gaz denkleminden saptığı bilinmektedir. Bu sapmanın nedeni nedir?

• A) Ölçüm hatası
• B) Basıncın sabit olması
• C) Gazların yok olması
• D) Sıcaklığın ölçülememesi
• E) Bu koşullarda tanecikler birbirine yaklaşır; hacimleri ve aralarındaki çekim ihmal edilemez hâle gelir

Doğru cevap: E — Yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta tanecikler birbirine yaklaşır; hacimleri ve aralarındaki çekim ihmal edilemez hâle gelir ve gaz ideallikten sapar.

1. İdeal gaz modeli iki varsayıma dayanır: tanecik hacmi kabın hacmi yanında sıfır sayılır; tanecikler arasında çekim yoktur.
2. Yüksek basınçta tanecikler sıkışır; kendi hacimleri toplam hacmin önemli bir kısmı olur, birinci varsayım bozulur.
3. Düşük sıcaklıkta tanecikler yavaşlar; aralarındaki çekim hareket enerjisine göre önem kazanır ve gaz sıvılaşmaya yaklaşır, ikinci varsayım bozulur.
4. Denetleyelim: tersine, düşük basınç ve yüksek sıcaklıkta tanecikler uzak ve hızlıdır ✓; gerçek gazlar bu koşullarda ideale en çok yaklaşır.

19. Bir öğrenci sabit sıcaklıkta basınç-hacim ilişkisini incelemek istemektedir. Sabit tutması gereken değişkenler hangileridir?

• A) Gazın sıcaklığı ve mol sayısı; kap sızdırmaz olmalıdır
• B) Yalnız kabın rengi
• C) Yalnız ölçüm saati
• D) Yalnız odanın büyüklüğü
• E) Yalnız kabın malzemesi

Doğru cevap: A — Basınç-hacim ilişkisini incelemek için sıcaklık ve mol sayısı sabit tutulmalı; kabın sızdırmaz olması mol sayısını korur.

1. $PV = nRT$ dört değişken içerir; incelenen ikisi $P$ ve $V$.
2. Kalan iki değişken, $n$ ve $T$, sabit tutulmazsa ölçülen basınç değişiminin hacimden mi yoksa onlardan mı geldiği anlaşılamaz.
3. Sıcaklık sabit: sıkıştırma yavaş yapılır ki gaz ısınmasın. Mol sayısı sabit: kap sızdırmaz olmalı ki gaz kaçmasın.
4. Denetleyelim: bu koşullarda ölçülen her noktada $PV$ aynı çıkmalıdır ✓; çıkmıyorsa sızıntı ya da ısınma vardır.

20. Gaz basıncı taneciklerin çeperlere çarpmasından doğar; sabit sıcaklıkta basınç ile hacim ters, sabit hacimde basınç ile mutlak sıcaklık doğru orantılıdır. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

• A) Sıkıştırılan gazın basıncı artar.
• B) Gaz hesaplarında sıcaklık Celsius cinsinden alınabilir.
• C) Normal koşullarda 1 mol gaz 22,4 L kaplar.
• D) Hafif gazlar daha hızlı yayılır.
• E) Isıtılan kapalı kapta basınç yükselir.

Doğru cevap: B — Gaz bağıntıları oran içerdiği için sıcaklık mutlaka kelvin cinsinden alınır; "Celsius cinsinden alınabilir" yargısı söylenemez.

1. Metin iki orantı veriyor: sabit sıcaklıkta $P$ ile $V$ ters, sabit hacimde $P$ ile mutlak sıcaklık doğru orantılı.
2. Diğer yargıları sınayalım: sıkıştırılan gazın basıncı artar ✓ (Boyle); ısıtılan kapalı kapta basınç yükselir ✓ (Gay-Lussac); NK’da 1 mol gaz 22,4 L ✓; hafif gaz daha hızlı yayılır ✓ (Graham).
3. Doğru orantı yalnız sıfırı gerçek olan ölçekte işler. Celsius’ta 0 °C bir başlangıç değildir; 10 °C’den 20 °C’ye çıkmak sıcaklığı iki katına çıkarmaz.
4. Denetleyelim: kelvinle $283 \rightarrow 293$ K, basınç yalnız $293/283 \approx 1{,}04$ katına çıkar ✓; Celsius oranı (2 kat) yanlış sonuç verirdi.