Aynı sıcaklıktaki sirke, elma, su ve alkolün kütle‑hacim grafiğine göre elma hangi karışımlarda şekildeki gibi dengede kalabilir?

, , , ,
1

IMG_0185
IMG_01851920×2560 702 KB

  1. Bu testte sırasıyla FİZİK (1-7), Kimya (8-14), Biyoloji (15-20) alanlarına ait topl…

  2. Cevaplarınızı, cevap kağıdının Fen Bilimleri Testi için ayrılan kısmına işaretleyiniz.

  3. Aynı sıcaklıktaki sirke, elma, su ve alkolün kütle-hacim grafiği şekildeki gibidir.

Kütle
(Sirke) (Elma) (Su) (Alkol)
0 (aynı)
Hacim

Elma, içinde homojen olarak karışabilen sıvılarla dolu kaplara bırakılıyor.
Buna göre elma

Sirke+su Sirke+su Su+alkol Sirke+alkol
I II III IV

yukarıda verilen hangi karışımlarda şekildeki gibi dengede kalabilir?
A) I ve II
B) II ve III
C) I, III ve IV
D) II, III ve IV
E) I, II, III ve IV

  1. Ersin, içinde ______ demir, ______ alüminyum ______ bıraktığını görüyor.

Genel açıklama:
Görsel, fen bilimleri testinden bir soruyu içeriyor. Aynı sıcaklıktaki sirke, su, alkol ve elmanın kütle-hacim (yoğunluk) ilişkileri verilerek, elmanın farklı sıvı karışımlarında denge konumu (batma-yüzme) üzerine yorum yapılması isteniyor.

2

Doğru cevap: E) I, II ve IV

1. Sorudaki bilgileri çözelim

Grafikte kütle-hacim doğrularının eğimi bize öz kütleyi (yoğunluk) veriyor.
Eğim ne kadar dikse, öz kütle o kadar büyük.

Grafikten sıralama:

  • En dik: Elma
  • Sonra: Sirke
  • Sonra: Su
  • En az dik: Alkol

Yani özkütle sıralaması:
d_\text{elma} > d_\text{sirke} > d_\text{su} > d_\text{alkol}

2. Karışımların özkütlelerini yorumlayalım

Her kap homojen karışım dolu ve elma içine bırakılıyor.

Homojen karışımda özkütle, karışıma giren maddelerin özkütleleri arasında bir değerdedir.

Kap I – Sirke + Su

  • d_\text{sirke} > d_\text{su}
  • Karışımın özkütlesi bu iki değerin arasında olur:
    d_\text{sirke} > d_{\text{(sirke+su)}} > d_\text{su}
  • Elmanın özkütlesi hepsinden büyük:
    d_\text{elma} > d_\text{sirke}
  • Yani d_\text{elma} > d_{\text{(sirke+su)}} ⇒ batar, en dibe iner.
    Şekilde zaten dibe çökmüş, dengede.

Kap II – Sirke + Su (farklı oranda)

  • Yine aynı iki madde; özkütle yine d_\text{sirke} ile d_\text{su} arasında.
  • Değişen sadece oran; ama elmanın özkütlesi yine bu karışımdan büyük.
  • O halde yine batar, en dibe iner.
  • Şekilde elma dibe inmiş, bu da uygun.

Kap III – Su + Alkol

  • d_\text{su} > d_\text{alkol}
  • Karışımın özkütlesi:
    d_\text{su} > d_{\text{(su+alkol)}} > d_\text{alkol}
  • Elma, sudan da alkolden de daha yoğun:
    d_\text{elma} > d_\text{su}
  • Dolayısıyla d_\text{elma} > d_{\text{(su+alkol)}} ⇒ yine dibe çökmeli.
  • Ama şekilde elma ortada askıda duruyor çizilmiş;
    bu fiziksel olarak mümkün değil, yanlış.

Kap IV – Sirke + Alkol

  • d_\text{sirke} > d_\text{alkol}
  • Karışım özkütlesi:
    d_\text{sirke} > d_{\text{(sirke+alkol)}} > d_\text{alkol}
  • Elmanın özkütlesi sirkeninkinden bile büyük:
    d_\text{elma} > d_\text{sirke}
  • Yani yine d_\text{elma} > d_{\text{(sirke+alkol)}} ⇒ dibe çöker.
  • Şekilde de elma kabın dibinde, bu doğru.

3. Sonuç

Şekildeki gibi dengede kalabilen karışımlar:

  • I – doğru (elma dibe batar)
  • II – doğru (elma dibe batar)
  • III – yanlış (elma ortada duramaz, dibe batmalıydı)
  • IV – doğru (elma dibe batar)

Bu yüzden doğru seçenek: E) I, II ve IV

TERİMLER:

Homojen karışım: İçinde her yerde aynı özellikte olan, gözle ayrılamayan karışım (örnek: tuzlu su).
Özkütle (yoğunluk): Maddenin birim hacminin kütlesi. Sembolü genelde d veya \rho , birimi \text{g/cm}^3 veya \text{kg/m}^3 .
Kütle-hacim grafiği: Yatay eksende hacim, dikey eksende kütle olacak şekilde çizilen grafik; doğrunun eğimi bize özkütleyi verir.