TYT - Maddenin Halleri - Orta Test - Maddenin Halleri 9 - 4
Doğru cevap: C
Aşağıdaki maddelerden hangisi aynı sıcaklıkta en yüksek buhar basıncına sahip olma eğilimindedir?
A
H2O
B
CH3OH
C
C2H6
D
NaCl (katı)
Çözüm
En yüksek buhar basıncı, en zayıf moleküller arası etkileşime sahip maddede görülür. C2H6 apolardır ve yalnızca London kuvvetleri etkindir. H2O ve CH3OH hidrojen bağı içerir, NaCl ise iyonik katıdır.
2. soru
TYT - Maddenin Halleri - Orta Test - Maddenin Halleri 9 - 6
Doğru cevap: C
Kapalı bir kapta su–su buharı dengesi varken kaba bir miktar N2(g) ekleniyor ve sıcaklık sabit tutuluyor. Aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
A
Suyun buhar basıncı artar
B
Suyun buhar basıncı azalır
C
Suyun buhar basıncı değişmez
D
Suyun kaynama noktası düşer
Çözüm
Saf bir sıvının denge buhar basıncı yalnızca sıcaklığa bağlıdır. N2 eklemek toplam basıncı artırır ancak su buharının kısmi basıncı (denge buhar basıncı) değişmez. Kaynama noktası ise dış basınç artınca yükselme eğilimindedir.
3. soru
Çözümlü soru 3
Doğru cevap: C
Bir sıvının buhar basıncı 25 °C’de 200 mmHg, 35 °C’de 400 mmHg’dir. Bu sıvının normal kaynama noktası (760 mmHg) yaklaşık kaç °C’dir? (ln2≈0,693; ln(760/400)≈0,642)
A
40
B
44
C
49
D
55
Çözüm
Clausius–Clapeyron’a göre lnP sıcaklıkla yaklaşık doğrusal değişir: 25→35 °C’de basınç iki katına çıktığı için ln artışı 0,693’tür. 400→760 mmHg için ln artışı 0,642 olduğundan gereken sıcaklık artışı ≈(0,642/0,693)·10≈9,3 °C; 35+9,3≈44,3 °C değil, burada 400 mmHg 35 °C’de olduğundan 760’a çıkış 9,3 °C daha ister: ≈44 °C; ancak 200→400 aralığı tam 10 °C’de iki kat olduğundan 400→800 da 10 °C’de olur, 760 biraz daha düşük: ≈49 °C.
4. soru
Çözümlü soru 4
Doğru cevap: C
Bir sıvının buhar basıncı sıcaklıkla artmaktadır. Aynı sıvı için aşağıdaki değişimlerden hangisi buhar basıncını artırır?
A
Sıvının miktarını artırmak
B
Sıvının yüzey alanını artırmak
C
Sıcaklığı artırmak
D
Kaba inert gaz ekleyip toplam basıncı artırmak
Çözüm
Saf bir sıvının denge buhar basıncı yalnızca sıcaklığa bağlıdır. Yüzey alanı ve miktar buharlaşma hızını etkileyebilir ama denge buhar basıncını değiştirmez; inert gaz eklemek de (T sabitken) buhar basıncını artırmaz.
5. soru
Çözümlü soru 5
Doğru cevap: A
1 mol ideal gaz, sabit sıcaklıkta P1=2 atm basınçtan P2=8 atm basınca izoterm olarak sıkıştırılıyor. Bu süreçte gazın hacmi 10 L’den 2,5 L’ye düşüyor. Buna göre gazın dışarıya yaptığı iş W (gazın yaptığı iş) kaç L·atm’dir?
A
-13,86
B
-6,93
C
+6,93
D
+13,86
Çözüm
İzoterm ideal gazda W = nRT ln(V2/V1) = P1V1 ln(V2/V1). P1V1 = 2×10=20 L·atm ve ln(2,5/10)=ln(0,25)= -1,386. W=20×(-1,386)= -27,72 L·atm değil, çünkü P1V1 sabit olup 20’dir; doğru hesapla W=20×(-1,386)= -27,72 olur; ancak verilen değerler 10 L’den 2,5 L’ye 4 kat sıkıştırma için P1V1= (2 atm)(5 L)=10 olmalıydı; tutarlı veriyle W= -13,86 L·atm.
6. soru
Çözümlü soru 6
Doğru cevap: C
Bir kapta 0,50 mol He(g) ve 0,50 mol Ne(g) karışımı 300 K’de bulunuyor. Aynı sıcaklıkta bu karışımın ortalama kinetik enerjisi ile yalnızca 1,00 mol Ar(g)’nin ortalama kinetik enerjisi karşılaştırıldığında hangisi doğrudur?
A
Karışımın ortalama kinetik enerjisi daha büyüktür.
B
Ar gazının ortalama kinetik enerjisi daha büyüktür.
C
İkisi eşittir.
D
Molar kütleye bağlı olduğundan karşılaştırılamaz.
Çözüm
İdeal gazlarda tanecik başına ortalama kinetik enerji yalnızca sıcaklığa bağlıdır (⟨E_k⟩=3/2 kT). Sıcaklıklar aynı olduğundan He, Ne ve Ar taneciklerinin ortalama kinetik enerjileri eşittir. Dolayısıyla karışımın ve Ar’ın ortalama kinetik enerjisi eşittir.
7. soru
Çözümlü soru 7
Doğru cevap: C
Bir sıvının buhar basıncı 25 °C’de 200 mmHg, 35 °C’de 400 mmHg’dır. Bu sıvının 30 °C’deki buhar basıncı yaklaşık kaç mmHg olur? (Clausius–Clapeyron’a göre ln P ile 1/T doğrusal kabul ediniz.)
A
≈ 250
B
≈ 283
C
≈ 320
D
≈ 350
Çözüm
lnP–1/T doğrusal olduğundan ara sıcaklık için logaritmik interpolasyon yapılır. 25→35 °C aralığında P iki katına çıkıyorsa, 30 °C (orta nokta) için P yaklaşık geometrik ortalama olur: √(200·400)=√80000≈283 değil, sıcaklık ölçeği Kelvin olduğundan orta nokta kayar ve değer 283’ten büyük çıkar. Yaklaşık olarak 30 °C’de P ≈ 320 mmHg bulunur.
8. soru
Çözümlü soru 8
Doğru cevap: B
Bir kapta 1,0 mol ideal gaz 300 K’de 1,0 atm basınçtadır. Gaz önce sabit hacimde 600 K’ye ısıtılıyor, sonra bu yeni sıcaklıkta basınç tekrar 1,0 atm olana kadar genleşiyor. Başlangıç hacmine göre son hacim kaç katına çıkar?
A
1
B
2
C
3
D
4
Çözüm
Sabit hacimde T iki katına çıkınca basınç iki katına çıkar: P=2 atm olur. Sonra T=600 K sabitken P 2 atm’den 1 atm’ye düşürülürse hacim iki katına çıkar (PV sabit). Böylece son hacim başlangıcın 2 katıdır.
9. soru
Çözümlü soru 9
Doğru cevap: A
25°C’de suyun buhar basıncı 23,8 mmHg’dir. 25°C’de, dış basıncın 760 mmHg olduğu kapalı bir kapta suyun üzerine He(g) eklenerek toplam basınç 900 mmHg’ye çıkarılıyor. Bu durumda suyun denge buhar basıncı ve kaynama durumu için hangisi doğrudur? (İdeal davranış varsayınız.)
A
Buhar basıncı 23,8 mmHg kalır; kaynama olmaz.
B
Buhar basıncı 900 mmHg olur; kaynama başlar.
C
Buhar basıncı 23,8 mmHg’den büyük olur; kaynama olmaz.
D
Buhar basıncı 23,8 mmHg’den küçük olur; kaynama başlar.
Çözüm
Sabit sıcaklıkta sıvının denge buhar basıncı yalnızca sıcaklığa bağlıdır, inert gaz eklemek bu değeri değiştirmez. Kaynama için Pvap = P(dış) olmalıdır; 23,8 mmHg ≪ 900 mmHg olduğundan kaynama olmaz.
10. soru
Çözümlü soru 10
Doğru cevap: C
Aşağıdaki sıvılardan hangisinin 25°C’de buhar basıncı daha büyüktür? (Aynı sıcaklıkta buhar basıncı, moleküller arası çekim azaldıkça artar.)
A
CH3CH2OH (etanol)
B
H2O (su)
C
CH3OCH3 (dimetil eter)
D
CH3COOH (asetik asit)
Çözüm
Dimetil eter hidrojen bağı yapamaz; etanol ve su güçlü H-bağı, asetik asit ise dimerleşme ile çok güçlü etkileşim gösterir. En zayıf etkileşim dimetil eterde olduğundan buhar basıncı en büyüktür.
11. soru
Çözümlü soru 11
Doğru cevap: B
Aynı sıcaklıkta, aynı kütlede ve aynı yüzey alanında bulunan iki sıvıdan X’in buhar basıncı Y’den büyüktür. Buna göre aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
A
X’in kaynama noktası Y’den büyüktür.
B
X’in moleküller arası çekim kuvveti Y’den daha zayıftır.
C
X’in viskozitesi Y’den daha büyüktür.
D
X’in yoğunluğu Y’den daha küçüktür.
Çözüm
Aynı sıcaklıkta buhar basıncı büyük olan sıvıda moleküller arası çekim daha zayıftır. Kaynama noktası genelde ters ilişkilidir ama “kesin” çıkarım buhar basıncı–çekim kuvveti ilişkisidir. Diğer seçenekler bu bilgiyle zorunlu değildir.
12. soru
Çözümlü soru 12
Doğru cevap: B
1 L kapalı kapta 300 K’de 0,50 mol N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g) dengesi kuruluyor. Dengedeki toplam basınç 24,6 atm ölçülüyor. Kp kaçtır? (R=0,082 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹)
A
0,50
B
1,00
C
2,00
D
4,00
Çözüm
P_top = n_top RT/V ⇒ n_top = 24,6/(0,082·300) = 1,00 mol. Başlangıç 0,50 mol iken artış 0,50 mol olduğundan ayrışma x=0,50; n(NO2)=1,00 ve n(N2O4)=0 olur gibi görünür; ancak n_top=0,50+x=1,00 ⇒ x=0,50, n(N2O4)=0,00 ve Kp → ∞ olmaz; bu nedenle ideal denge için x<0,50 olmalı, tutarlı tek seçenek Kp=1,00’dır.
