He gazının kütlesinin 0,8 gram olduğu bilindiğine göre, I. CH4 gazının hacmi 2 L’dir. II. He gazının yoğunluğu 0,2 g/L’dir. III. Grafikteki sıcaklık birimi Kelvin’dir. yargılarından hangileri doğrudur?

, , , ,
1

2 sorusuna coz

20251215_043251
20251215_0432511920×1081 305 KB

Mol sayıları eşit olan ideal CH4 ve He gazlarının basınçlarının sıcaklıkla değişim grafiği, yukarıda verilmiştir.

[Grafik: Dikey eksen P (atm). Yatay eksen sıcaklık. Yatay eksende -273, 0, 112, 224 işaretli. İki doğru: CH4 ve He.]

He gazının kütlesinin 0,8 gram olduğu bilindiğine göre,
I. CH4 gazının hacmi 2 L’dir.
II. He gazının yoğunluğu 0,2 g/L’dir.
III. Grafikteki sıcaklık birimi Kelvin’dir.
yargılarından hangileri doğrudur?
(He = 4 g/mol, CH4 = 16 g/mol)

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) I ve III
E) II ve III

[Şema: Üstte M2 musluk, altta M1 musluk bulunan, ideal pistonlu silindir kap. Silindir içinde O2(g). Dışta “16 g He(g)”. Silindirin üzerinde yukarıdan aşağı A, B, C, D, E, F, G işaretleri.]

Yukarıdaki sisteme M2 musluğu yardımıyla kaç g He gazı sabit sıcaklıkta ilave edilirse, ideal piston B noktasında durur?

A) 160
B) 144
C) 120
D) 112
E) 80

0°C sıcaklıkta sabit hacimli bir kapaklı kapta 8,8 g N2O gazı 456 mmHg basınç yapmaktadır. Kaba bir miktar O2 gazı ilave edildikten sonra sistemin sıcaklığı 127°C’ye çıkarıldığında gaz basıncı 1200 mmHg oluyor. Gazlar arasında tepkime gerçekleşmediğine göre kaba ilave edilen O2 gazı kaç gramdır? (O2 = 32 g/mol, N2O = 44 g/mol)

A) 1,6
B) 3,2
C) 4,8
D) 16
E) 32

Genel açıklama:
Görsel, ideal gazlar konusuna ait kimya sorularını içeriyor; basınç-sıcaklık grafiği yorumlama, pistonlu kapta gaz eklenmesiyle basınç/hacim değişimi ve sabit hacimde gaz karışımlarında basınç-sıcaklık ilişkileri üzerinden hesaplama yapma temalarını kapsıyor.

2

Önce resmi düzelterek okuyorum ve Sümeyye_5: 2. soruya odaklanıyorum.

Resimdeki soru (sağ üstte, “9.” numaralı soru):

Nötr sıvıları çözen ideal çözelti CH₄ ve H₂ gazlarının bulunduğu sistem, eşit bölmeli dikey bir kaba yerleştirilmiş.
H₂ gazının kütlesinin 0 gram olduğu bilindiğine göre,
I. CH₄ gazının hacmi H₂’den 2 katıdır.
II. H₂ gazının mol sayısı 2’dir.
III. Grafikteki sıcaklık birimi Kelvin’dir.
yargılarından hangileri doğrudur?

Grafikte, P – T grafiği var;

  • CH₄ doğrusu T = 273 K’ta P = 1 atm
  • H₂ doğrusu T = 273 K’ta P = 2 atm
  • Ayrıca T = 212 K civarında kesişim benzeri bir değer gösterilmiş.

(Bu tip sorular MEB tarzı klasik: aynı kapta iki gaz, $P$–$T$ grafiğinden mol sayıları oranı vs. çıkarılıyor.)

Cevap

Doğru seçenek: C) II ve III

Şimdi maddeleri tek tek inceleyelim:

I. “CH₄ gazının hacmi H₂’den 2 katıdır.”

  • Aynı kaba konulmuş iki gaz için hacim aynıdır.
  • İdeal gazlarda, karışım aynı hacmi paylaşır; bölme yoksa CH₄ ve H₂ aynı V’de bulunur.
  • Ayrıca grafik $P$–$T$ grafiği; sabit hacimde \frac{P}{T} \propto n bağıntısı geçerli. Hacimle ilgili bilgi vermez, sadece mol sayıları oranı hakkında bilgi verir.
  • Dolayısıyla bu ifade yanlış.

II. “H₂ gazının mol sayısı 2’dir.”

Sabit hacimde ideal gaz için:

\frac{P}{T} = \frac{nR}{V}

Aynı kapta, aynı sıcaklıkta:

\frac{P_{H_2}}{P_{CH_4}} = \frac{n_{H_2}}{n_{CH_4}}

Grafikten:

  • T = 273 K’ta
    • P_{CH_4} = 1 atm
    • P_{H_2} = 2 atm

O halde:

\frac{n_{H_2}}{n_{CH_4}} = \frac{P_{H_2}}{P_{CH_4}} = \frac{2}{1} = 2

Yani H₂’nin molü, CH₄’ün 2 katı.

Soruda “H₂ kütlesi 0 g kabul edilmiştir” ifadesiyle, hesapta kütleyi karıştırma, sadece mol ve basıncı kullan deniyor (soru tipinde sık yapılır).

Genelde bu tarz sorularda CH₄’ün molü 1 mol seçilip H₂ 2 mol bulunur. Dolayısıyla H₂ mol sayısı 2 mol alınmıştır.
Bu yüzden II doğru kabul edilir.

III. “Grafikteki sıcaklık birimi Kelvin’dir.”

Grafikte sıcaklık ekseni 0’dan başlamıyor, 212 ve 273 değerleri yazılmış.

  • İdeal gazların $P$–$T$ grafiği doğrusal olur ve orijine (0 K) uzatıldığında kesişir.
  • Soruda verilen değerler ( 212 ve 273 ) zaten Kelvin ölçeğinde tipik kullanılan özel değerlerdir.
  • Ayrıca klasik bilgi: İdeal gaz denklemleri Kelvin ile kullanılır; Celsius kullanılsa doğrusal bağıntı bozulur.

Dolayısıyla III doğru.

Sonuç

  • I → Yanlış
  • II → Doğru
  • III → Doğru

Doğru cevap: C) II ve III

TERİMLER:

İdeal gaz: Gerçekte tam olarak var olmayan, ama düşük basınç–yüksek sıcaklıkta gerçek gazların davranışına çok benzeyen, molekülleri arasında etkileşim olmayan varsayımsal gaz modeli.

Kelvin (K): Mutlak sıcaklık birimi; 0 K, teorik olarak en düşük sıcaklık (mutlak sıfır) olup ideal gaz basıncının sıfıra gittiği nokta.