İdeal Gaz Yasası ve Gaz Karışımları Deney Analizi

Dış basıncın $1 \text{ atm}$ olduğu bir ortamda kapalı bir kapta helyum gazı ile ilgili aşağıdaki deney düzenekleri hazırlanıyor. Gazın farklı koşullar altında nasıl davrandığı inceleniyor.

1. durum (başlangıç): $127 ^\circ\text{C}$'de, bölmeli kapta $3 \text{ L}$'lik kısımda $6 \text{ atm}$ basınçta He gazı vardır. Yan tarafta $2 \text{ L}$'lik hacim boş durumdadır (engel kapalı).

2. durum: Engel kaldırılıyor; gaz $127 ^\circ\text{C}$'de tüm kaba yayılıyor. Kap içi basınç $P_1$ oluyor.

3. durum: Kap, $227 ^\circ\text{C}$'ye ısıtılıyor. Kap içi basınç $P_2$ oluyor.

4. durum: Kaba elastik balon muslukla bağlanıyor ve musluk açılıyor. Yeterince beklendiğinde denge sağlanıyor; kap içi basınç $P_3$, balon içi basınç $P_4$, balon hacmi $X$ litre oluyor.

1. Her bir durumdaki gaz örnekleriyle ilgili aşağıdaki soruları cevaplayınız.

a. 2. durumdaki $P_1$ değerini hesaplayınız.

b. 3. durumdaki $P_2$ değerini hesaplayınız.

c. 4. durumda $P_3$ ile $P_4$ arasındaki ilişkiyi açıklayınız.

ç. 4. durumda balon hacmini X olarak bulunuz.

Soruda görsel içerik var: Dört aşamalı bir deney düzeneği şeması gösterilmektedir. 1. Aşama: İki bölmeli bir kap, sol bölmede $6 \text{ atm}$ basınçta $3 \text{ L}$ He gazı var, sağ bölme $2 \text{ L}$ boş ve aradaki kapalı bir engel var, sıcaklık $127 ^\circ\text{C}$. 2. Aşama: Engel kaldırılmış, gaz $5 \text{ L}$ hacme yayılmış, basınç $P_1$, sıcaklık $127 ^\circ\text{C}$. 3. Aşama: Kap $227 ^\circ\text{C}$ sıcaklığa ısıtılmış, basınç $P_2$, hacim $5 \text{ L}$. 4. Aşama: Kaba bir elastik balon bağlanmış ve musluk açılmış, denge durumunda kap içi basınç $P_3$, balon içi basınç $P_4$, balon hacmi $X$ Litre, sıcaklık $227 ^\circ\text{C}$. Görselin üstünde el yazısıyla $P \cdot V = n \cdot R \cdot T$ ve $\frac{273}{22}$ yazılı notlar bulunmaktadır.