Buz ve Tahta Sisteminde Gaz ve Su Basıncı Değişimi

PhysicsFluid MechanicsZorYKS

Yayınlanma:

Soru

2. Düşey kesiti şekildeki gibi olan kabın içinde ağırlığı ve sürtünmesi önemsiz piston, gaz, suda yüzen buz parçası ve üzerindeki tahta şekildeki gibi dengededir. Sistemin sıcaklığı değiştirilmeden buzun tamamının erimesi sağlanıyor.

Buna göre, gazın basıncı $P_{gaz}$ ve K noktasındaki su basıncı $P_{su}$ ilk duruma göre nasıl değişir?

A) Değişmez - Azalır

B) Değişmez - Artar

C) Artar - Azalır

D) Değişmez - Değişmez

E) Artar - Değişmez

Soruda görsel içerik var: Dikey bir silindirik kap gösterilmektedir. Kabın alt kısmında gaz, üst kısmında su bulunmaktadır. Gaz ve suyun arasında serbest hareket edebilen bir piston vardır. Suyun içinde yüzen bir buz parçası ve onun üzerinde bir tahta bloğu bulunmaktadır. K noktası pistonun hemen üzerindeki suyun içindedir.

Animasyonlu Video Çözüm

İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.

Adım Adım Yazılı Çözüm

1
Adım 1

Merhaba Eylül, seninle birlikte bu harika fizik sorusunu adım adım çözelim.

Gaz ve Sıvı Basıncı Dengesi

2
Adım 2

İlk olarak kabın alt kısmında bulunan gazın basıncını yani p gazı belirlemek için pistonun üzerindeki kuvvet dengesini yazalım.

1. Piston Dengesi ve Gaz Basıncı

3
Adım 3

Ağırlığı ve sürtünmesi önemsiz olan piston dengede olduğuna göre, gazın pistona alttan uyguladığı yukarı yönlü kuvvet, üstteki maddelerin ağırlıkları ile açık hava basıncının oluşturduğu kuvvete eşit olmalıdır.

$$P_{\text{gaz}} \cdot A = P_{\text{atm}} \cdot A + (m_{\text{su}} + m_{\text{buz}} + m_{\text{tahta}}) \cdot g$$
4
Adım 4

Burada a harfi pistonun yüzey alanını temsil etmektedir. Denklemin her iki tarafını a değerine bölerek gaz basıncını yalnız bırakalım.

5
Adım 5

Buzun tamamı eridiğinde, buzun kütlesi tamamen suya dönüşür. Yani toplam kütle olan m su artı m buz artı m tahta değeri kesinlikle değişmez.

6
Adım 6

Piston üzerindeki toplam ağırlık değişmediği için, gaz basıncı ilk duruma göre değişmeyecektir. Yani p gaz değişmez.

7
Adım 7

Sistemin sıcaklığı sabit kaldığına göre, gazın basıncı değişmediğinde ideal gaz denklemine göre gazın hacmi de değişmez.

2. Pistonun Konumu ve Hacim Dengesi

$$P \cdot V = n \cdot R \cdot T$$
8
Adım 8

Gazın hacmi değişmediği için pistonun kaptaki yüksekliği, yani konumu sabit kalacaktır. Piston hareket etmeyecektir.

Piston sabit kalır.

9
Adım 9

Şimdi de k noktasındaki su basıncını, yani p suyu inceleyelim. Sıvı basıncı formülünü hatırlayarak işe başlayalım.

3. K Noktasındaki Su Basıncı

$$P_{\text{su}} = h \cdot d_{\text{su}} \cdot g$$
10
Adım 10

Burada h, k noktasının üzerindeki su seviyesinin yüksekliğidir. Şimdi, buz erimeden önceki ilk durumu yani birinci durumu analiz edelim.

Durum 1: Buz ve Tahta Birlikte Yüzerken

Çözümün devamı Solvi’de

10 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.

Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.

App Store’dan indir Google Play’den edin

İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye

100K+Her gün çözülen soru
50K+Öğrenen öğrenci
4.8 ★App Store puanı

Soru Bilgileri

Ders
Physics
Konu
Fluid Mechanics
Zorluk
Zor
Sınav
YKS
Soru Tipi
Çoktan Seçmeli

Benzer Sorular

Bileşik Kaplarda Sıvı Dengesi Fluid Mechanics · Zor Yarım Küre Şeklindeki Cismin Kaldırma Kuvveti Grafiği Fluid Mechanics · Orta Sıvı Basıncı ve Gaz Hacmi İlişkisi Fluid Mechanics · Zor Sıvı Basıncı ve Kuvveti Fluid Mechanics · Zor Kaldırma Kuvvetini Etkileyen Faktörler Fluid Mechanics · Orta K ve L Cisimleri Dengesi ve Kaldırma Kuvveti Fluid Mechanics · Orta

Her soruyu saniyeler içinde çöz

Fotoğrafını çek, yapay zeka adım adım, sesli ve animasyonlu anlatsın.

App Store’dan indir Google Play’den edin
Solvi
Çözümün devamı uygulamadaİndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
İndir