5. Akmakta olan su borusuna şekildeki gibi bağlı silindirik kap içindeki basınç giderek azalmaktadır. Bunun sebebi nedir? Açıklayınız.
Cevap:
Silindirik veya küresel basınçlı kaplar, endüstrinin birçok alanında kullanılan ve basınçlı sıvı veya gaz taşıyan kapalı hacimlerdir. Kap içerisinde bulunan basınçlı akışkan, kap çeperlerine her yönde bu basıncı iletmektedir ve çeperde gerilmelere yol açmaktadır. Kap içerisindeki basınçtan kaynaklanan normal gerilmeler, kabın yarıçapına, kap geometrisine (açık veya kapalı uçlu silindir, küre vs.) ve iç basınca bağlı olarak değişir.
Sorunuzda verilen şekilde, silindirik kap içindeki sıvının basıncı giderek azalmaktadır. Bunun sebebi, sıvının akmakta olan su borusuna bağlı olması ve su borusundaki akışkanın sıvının seviyesini düşürmesidir. Sıvının seviyesi düştükçe, silindirik kap içindeki sıvının yüksekliği de azalır. Sıvının yüksekliği azaldıkça, sıvının ağırlığı da azalır. Sıvının ağırlığı azaldıkça, sıvının kap çeperlerine uyguladığı basınç da azalır.
Bu nedenle, silindirik kap içindeki basınç giderek azalmaktadır.
6. Kılcallık etkisi, bir manometrenin okunmasını etkiler mi? Açıklayınız.
Cevap:
Kılcallık etkisi, bir sıvının çapı küçük olan boruların içinde yükselmesi ya da alçalması olayıdır. Bu olayın nedeni hem sıvı molekülleriyle borunun yapıldığı malzemenin molekülleri arasındaki adezyon hem sıvı molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetidir.
Kılcallık etkisi, bir manometrenin okunmasını etkileyebilir. Çünkü manometre borusunun içindeki sıvının yüzeyi, boru ile temas ettiği yerde kavisli bir şekil alır. Bu kavisli şekil, sıvının boru ile ıslatıcı veya ıslatıcı olmayan bir ilişki içinde olmasına bağlı olarak iç bükey veya dış bükey olabilir. Sıvının yüzeyinin kavisli olması, manometre borusundaki sıvının seviyesini değiştirir ve böylece basınç ölçümünü etkiler.
Bundan dolayı, manometre borusunun genişliği iyi ayarlanmalıdır. Genişlik arttıkça, kılcallık etkisi azalır. Civanın yoğunluğu fazla olduğundan, kılcallıktan dolayı olan yükselmeler önemsizdir. Ancak su gibi daha az yoğun olan sıvılarda, kılcallık etkisi daha belirgin olabilir.
7. Tuzlu su, tatlı sudan daha yoğundur. Bu da 1 cm3 tuzlu suyun kütlesinin 1 cm3 tatlı suyun kütlesinden büyük olduğu anlamına gelir. Bir dalgıç, aynı basınca ulaşmak için tuzlu suda mı tatlı suda mı daha derine inmek zorundadır?
Cevap:
Deniz suyu, denizlerde ve okyanuslarda bulunan su. Dünyadaki bütün okyanuslardaki ortalama tuzluluk yaklaşık %3.5’tur. Bu oran, her bir kilogram (ya da litre) deniz suyuda yaklaşık 35 gram çözünmüş tuz (çoğunluğu sodyum klorür iyonları olan Na + ve Cl -) içeriğini belirtir. Deniz suyunun ortalama yoğunluğu su yüzeyinde 1.025 g/ml (1025\u00A0kg/m³)'dir. İçeriğindeki tuz taneciklerinin kütlesinden dolayı deniz suyunun yoğunluğu tatlı/saf suyun yoğunluğundan fazladır; (4 o C sıcaklıkta 1.000 g/ml).
Deniz yüzeyinde su yoğunluğu, suyun sıcaklığına ve tuzluluğuna bağlı olarak 1,020 - 1,029\u00A0kg/m³ arasında değişebilir. Okyanusun derinliklerinde çok yüksek basınç altında deniz suyunun yoğunluğu 1,050 kg/m³ veya daha yüksek değerlere ulaşabilir.
Bu bilgilerden yola çıkarak, bir dalgıcın aynı basınca ulaşmak için tuzlu suda mı tatlı suda mı daha derine inmek zorunda olduğunu hesaplayabiliriz.
Basınç, yoğunluk ve yükseklik arasında şu formül geçerlidir:
P = P0 + ρgh
Burada P, basınç; P0, atmosfer basıncı; ρ, yoğunluk; g, yerçekimi ivmesi; h, yüksekliktir.
Eğer atmosfer basıncını sabit kabul edersek, basınç yoğunluk ve yükseklik ile doğru orantılıdır. Yani yoğunluğu daha fazla olan bir sıvıda aynı yükseklikte daha fazla basınç oluşur.
Tuzlu suyun yoğunluğu tatlı sudan daha fazla olduğuna göre, tuzlu suda aynı basınca ulaşmak için tatlı sudan daha az derine inmek gerekir.
Örneğin, atmosfer basıncının iki katına ulaşmak için tatlı suda yaklaşık 10 m derine inmek gerekirken, tuzlu suda yaklaşık 9.8 m derine inmek yeterlidir.
8. Magdeburg Yarım Küreleri Deneyi, daha küçük yarım kürelere sekiz atın iki grup hâlinde zıt yönlü koşulmasıyla Antalya’da tekrarlanıyor ve yarım kürelerin birbirinden ayrıldığı gözleniyor. Daha sonra deneyde kullanılan araç, gereç ve atlar Hakkâri’ye taşınıyor. Hakkâri’de yarım küreleri birbirinden ayırmak için yarım kürelere daha çok mu daha az mı at koşulmalıdır? Neden?
Cevap: Yükseklere çıkıldıkça basınç azalır. Hakkâri Antalya’dan yüksekte olduğundan Hakkâri’de küreler daha az sayıda at koşularak birbirinden ayrılabilir.
9. Biri ahşap, diğeri alüminyumdan yapılan hacimleri eşit iki küp, içi su dolu akvaryuma bırakılıyor. Ahşap suda yüzerken alüminyum batıyor. Cisimlere etki eden kaldırma kuvvetlerini karşılaştırınız.
Cevap:
10. Basıncın hâl değişimi üzerindeki etkilerini açıklayınız.
Cevap:
1. Aşağıdakilerin hangisinde katı basıncının artırılması amaçlanmıştır?
A) Tankların tekerleklerinin geniş yüzeyli yapılması
B) Trenlerin tekerlek sayısının fazla olması
C) Bıçakların ağızlarının bilenmesi
D) Koltuk ve mobilyaların ayaklarının geniş tabanlı yapılması
E) Raptiyelerin baş kısmının büyük kesitli yapılması
Cevap: C
2. Erirken hacmi azalan maddelerde basıncın azalması, kaynama noktasını düşürür, erime noktasını yükseltir. Böyle bir madde için aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça kaynama kolaylaşır.
B) Antalya’da Erzurum’dakinden daha yüksek sıcaklıkta kaynar.
C) Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça erime noktası düşer.
D) Yükseklere çıkıldıkça buharlaşma hızı artar.
E) Antalya’da Erzurum’dakinden daha düşük sıcaklıkta erir.
Cevap: C
3. Şekildeki düzenek sifon olarak adlandırılır.
Düzenek ile ilgili,
I. Musluk açıldığında suyun akması için borunun sıvıyla dolu olması gerekir.
II. Musluk açık olduğu sürece kaptaki sıvı K düzeyine kadar boşalır.
III. Musluk açık olduğu sürece kaptaki sıvı L düzeyine kadar boşalır.
yargılarından hangisi ya da hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
Cevap: D
4. U borusuna konulan dp d2 ve d3 yoğunluklu sıvılar şekildeki gibi dengededir. Buna göre A, B, C, D, E, F noktalarındaki PA, PB, PC, PD, PE ve PF basınçları için,
I. PA = PB
II. PD > PC
III. PE > PFifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
Cevap: C
5. Bir K cismi şekildeki gibi suyun 2 m derininde askıdadır. Bu cisim üzerinde oluşan sıvı basıncı için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Sadece cismin üst yüzünde oluşur.
B) Aşağıdan yukarı doğrudur.
C) Her yönde eşittir.
D) Tabandaki tavandakine eşittir.
E) Sol yüzdeki sağ yüzdekine eşittir.
Cevap: E
6. Şekildeki bileşik kap sisteminde pistonlar aynı yatay hizada dengededir. K pistonu F kuvveti ile x kadar aşağı itilirse L ve M pistonları için aşağıdakilerden hangisi doğru olur
A) L pistonu M pistonundan daha çok yer değiştirir.
B) M pistonu L pistonundan daha çok yer değiştirir.
C) M pistonundaki basınç kuvvetinin büyüklüğü L pistonundakinden küçük olur.
D) L ve M pistonunlarındaki basınç kuvvetleri birbirine eşit olur.
E) L ve M pistonlarındaki basınç değerleri birbirine eşit olur.
Cevap: E
7. Bir denizaltı, suya tamamen batmak için aşağıdakilerden hangisini yapar?
A) Safra tankına hava alır. B) Ağırlığını azaltır.
C) Safra tankına deniz suyu alır. D) Hızını artırır.
E) Hızını küçültür.
Cevap: C
8. Aşağıdakilerden hangisi Bernoulli İlkesi’ne bağlı olarak açıklanmaz?
A) Venturi tüpü B) Spreyler C) Fıskiyeler D) Bacalar E) Lastik tekerlekler
Cevap: E
9. I. N/m2
II. kg/ms2
III. kg/m3s2
Yukarıdakilerden hangisi basınç birimi Pa’ın eşdeğeridir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
Cevap: C
10. Şekildeki sızdırmaz piston F kuvveti uygulanarak bir miktar itiliyor. Bu durumda,
I. Gaz basıncı artar.
II. Esnek balonun hacmi küçülür.
III. Kap tabanındaki sıvı basıncı artar.
Yargılarından hangisi ya da hangileri doğru olur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III
Cevap: C
11. Özkütlesi d olan sıvıda, içinde K cismi olan A kabı Şekil I’deki gibi dengededir. K cismi kabın içinden alınıp Şekil II’deki gibi A kabının tabanına iple asılırsa,
I. h yüksekliği artar.
II. h yüksekliği azalır.
III. Kaldırma kuvveti azalır.
yargılarından hangisi kesinlikle doğru olur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) II ve III E) I, II ve II
Cevap: B
