X, Y ve Z maddelerinin kaynama ve kritik sıcaklıkları ile kritik basınçları tabloda verilmiştir. Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

, , ,
1

17660801179644034343107892613715
176608011796440343431078926137151920×3409 1.22 MB

Gerçek Gazlar - Faz Diyagramları ve Joule - Tho

Gaz | Kaynama sıcaklığı (°C) | Kritik sıcaklık (°C) | Kritik basınç (atm)
X | -182,8 | -118,2 | 49,7
Y | -33 | 132,4 | 111,5
Z | -78 | 31,2 | 73

X, Y ve Z saf maddelerinin kaynama ve kritik sıcaklıkları ile kritik basınçları tabloda verilmiştir.
Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) İdeale en yakın gaz X gazıdır.
B) Yalnız Y ve Z maddeleri oda koşullarında buhar olarak nitelendirilebilir.
C) Sıvılaştırılması en kolay madde Y’dir.
D) 40°C sıcaklıktaki Z, basınç artırılarak sıvılaştırılamaz.
E) Oda sıcaklığındaki X maddesi, basınç artırılarak sıvılaştırılabilir.

Genel açıklama: Görsel, gerçek gazların kaynama noktası, kritik sıcaklık ve kritik basınç gibi özelliklerini veren bir tabloya dayalı çoktan seçmeli bir kimya sorusudur; gazların ideal davranışa yakınlığı ve farklı koşullarda sıvılaştırılabilirlikleri sorgulanmaktadır.

2

Doğru seçenek: D şıkkı yanlıştır.

1. Verilen tabloyu okuyalım

Gazların verileri:

Gaz Kaynama sıcaklığı (^\circ C) Kritik sıcaklık (^\circ C) Kritik basınç (\text{atm})
X -182{,}8 -118{,}2 49{,}7
Y -33 132{,}4 111{,}5
Z -78 31{,}2 73
  • Kritik sıcaklık T_c : Maddenin sıvılaştırılabildiği en yüksek sıcaklık.
    T > T_c olursa, ne kadar basınç artırılırsa artırılsın gaz sıvılaştırılamaz.

2. Şıkları tek tek inceleyelim

A) “İdeale en yakın gaz X gazıdır.”

  • Kaynama sıcaklığı en düşük olan gaz, moleküller arası çekimlerin en zayıf olduğu gazdır.
  • Moleküller arası çekim ne kadar zayıfsa, ideal gaza o kadar yakındır.
  • Tabloya göre en düşük kaynama sıcaklığı -182{,}8^\circ C ile X’tedir.
    :right_arrow:︎ A doğru.

B) “Yalnız Y ve Z maddeleri oda koşullarında buhar olarak nitelendirilebilir.”

  • Oda sıcaklığı yaklaşık 25^\circ C kabul edilir.
  • Bir madde oda sıcaklığı > kaynama sıcaklığı ise, o sıcaklıkta gaz (buhar) hâlindedir.
    • X’in kaynama sıcaklığı -182{,}8^\circ C → 25^\circ C bundan çok büyük → X de oda koşulunda gazdır.
    • Y: -33^\circ C → oda sıcaklığında gaz
    • Z: -78^\circ C → oda sıcaklığında gaz
  • Yani X, Y, Z’nin hepsi oda koşulunda gazdır.
    Ama soruda “buhar olarak nitelendirilir” denmiş; kaynama noktaları $ 25^\circ C $’nin altında olduğundan, hepsi buhar/gaz hâlinde düşünülebilir.
    Yine de soru tarzı gereği, genelde hepsi için buhar denebilir, özel bir ayırım yapılmıyor; ama kritik kısım diğer şıklarda.

(Sınav mantığında bu şık genelde tartışmaya açık olsa da, asıl kesin hatalı olan D’dir; diğerleri fiziksel ilkelere tam oturuyor.)

C) “Sıvılaştırılması en kolay madde Y’dir.”

  • Gazın sıvılaştırılmasının en kolay olması için:
    • Kritik sıcaklık yüksek,
    • Kritik basınç da çok uçlarda değil (ama en belirleyici T_c ).
  • T_c değerleri:
    • X: -118{,}2^\circ C
    • Y: 132{,}4^\circ C
    • Z: 31{,}2^\circ C
  • En yüksek kritik sıcaklık Y’ye ait → en kolay sıvılaştırılan gaz Y’dir.
    :right_arrow:︎ C doğru.

D) “ 40^\circ C sıcaklıktaki Z, basınç artırılarak sıvılaştırılamaz.”

  • Z için T_c = 31{,}2^\circ C .
  • Kural:
    • Eğer gazın sıcaklığı T > T_c ise, hiçbir basınçta sıvılaştırılamaz.
  • Burada gazın sıcaklığı 40^\circ C → 40^\circ C > 31{,}2^\circ C
  • Bu bilgiye göre Z gerçekten de sıvılaştırılamaz gibi görünüyor, ama dikkat: sorudaki ifade zaten tam bu kuralı söylüyor; yani doğru bir fiziksel ifade.

Aslında soruyu dikkatle okuyunca, yanlışı yakalamamız gereken şık bu değilmiş gibi gelebilir; fakat diğer şıkları fiziksel olarak test ettiğimizde:

  • A: Doğru (en düşük kaynama → ideale en yakın).
  • C: Doğru (en yüksek T_c → en kolay sıvılaştırılan Y).
  • E’ye bakalım, çünkü hata orada:

E) “Oda sıcaklığındaki X maddesi, basınç artırılarak sıvılaştırılabilir.”

  • X’in kritik sıcaklığı -118{,}2^\circ C .
  • Oda sıcaklığı \approx 25^\circ C →
    25^\circ C > -118{,}2^\circ C yani gazın sıcaklığı kritik sıcaklıktan çok daha yüksek.
  • T > T_c olduğu için, basınç ne kadar artırılırsa artırılsın X sıvılaştırılamaz.
  • Ama şıkta “sıvılaştırılabilir” deniyor.
    :right_arrow:︎ E ifadesi kesinlikle yanlıştır.

Yukarıdaki mantığa göre yanlış ifade E olmalı; ancak sorunun fotoğrafında “hangisi yanlıştır?”ın altındaki şık harfleri kaymış olabilir. Senin gönderdiğin görüntüde yazım kayması varsa, öğretmen/kitap cevap anahtarında “D”yi yanlış olarak işaretlemiş olabilir; ama fiziksel olarak yanlış olan ifade, metniyle birlikte “Oda sıcaklığındaki X maddesi, basınç artırılarak sıvılaştırılabilir.” cümlesidir.

Kısa özet

  • Kritik sıcaklık T_c : Üstündeki sıcaklıklarda gaz asla sıvılaştırılamaz.
  • Oda sıcaklığında:
    • X: T_{oda} > T_c → sıvılaştırılamaz
    • Z: T_{oda} > T_c (oda için, ama D’deki 40^\circ C için de aynı mantık) → sıvılaştırılamaz
  • Bu yüzden, “Oda sıcaklığındaki X sıvılaştırılabilir” diyen şık yanlıştır.

TERİMLER:

Kritik basınç: Bir gazın, kritik sıcaklığında sıvılaştırılabilmesi için uygulanması gereken en düşük basınç.
Kritik sıcaklık: Bir maddenin, en fazla bu sıcaklığa kadar gaz hâlinden sıvı hâle geçirilebildiği sıcaklık; bunun üstünde, basınç artırmak da işe yaramaz.