8. Sınıf 3. Ünite Gaz Basıncı – Açık Hava Basıncı Konu Anlatımı

8. Sınıf LGS Fen Bilimlerinin 3. Ünitesi Basınçtan merhaba. Bu bölümde katı, sıvı ve gaz basıncını ve basıncın gündelik hayatımızda nerelerde kullanıldığını inceleyeceğiz. Katı ve sıvı basıncını bitirmiştik. Şimdi sıra gaz basıncına geldi.

8. Sınıf 3. Ünite Konuları:

Gaz Basıncı:

Gazlar da katı ve sıvılar gibi maddenin farklı bir halidir ve tanecikli yapıya sahiptir. Bu sebeple bulundukları yüzeye veya kaba bir basınç uygularlar.

Kapalı bir kap veya mekanda bulunan gaz tanecikleri katı ve sıvının taneciklerine göre daha serbest hareket ederler. Bu tanecikler bulundukları kap veya mekandaki tüm yüzeylere basınç uygularlar.

Kapalı bir kap veya mekan içerisinde belirli bir sıcaklık ve hacme sahip olan gazlar tüm yüzeylere eşit basınç uygular.

Topun içerisindeki gaz basıncı her yerinde aynıdır.

İnik bir topu şişirmeye başlayınca her tarafının hareket ettiğini gözlemleriz. Top şiştiği zaman düzgün bir şekilde görülür.

Lastik içerisindeki gaz tüm yüzeylerine eşit basınç uygular.

İnik bir lastiği şişirdiğimizde lastiğin her tüm iç yüzeyine uygulanan gaz basıncı birbirine eşittir.

Sönük bir balonu şişirmeye başladığınızda balonun içerisine üflediğiniz hava balonun tüm iç çeperine çarparak her yere eşit basınç uygular. Bu yüzden balon eşit miktarda şişer.

Açık Hava Basıncı – Atmosfer Basıncı:

Dünyamızın katmanları konusunda öğrendiğimiz yer küre, su küre ve hava küre yaşadığımız alanı temsil etmektedir. İçerisinde yaşadığımız katmanlardan biri de hava küredir.

Hava ağırlığından dolayı yeryüzüne ve üzerinde yaşayan canlılara bir etki oluşturur. Bu etkiyi fark edemesek de elimizi hızlıca sağa sola hareket ettirdiğimizde hava akımı oluşur.

Rüzgar yüzümüze çarptığında bir hava akımı oluşur ve havanın etkisini daha iyi fark ederiz.

Havanın ağırlığı nedeni ile birim yüzeye uyguladığı kuvvete açık hava basıncı veya diğer adıyla atmosfer basıncı denir.

Açık hava basıncının dünya üzerinde yaşayan tüm maddelere etki eder. Bu etkiyi daha iyi gözlemlemek için elimize aldığımız bir bardağın içerisine su dolduralım. Daha sonra kağıt ile üzerini kapatalım ve bardağı ters çevirelim.

Bardağı ters çevirdiğimizde suyun aşağıya doğru akmadığını ve kağıdın aşağıya düşmediğini gözlemleriz. Bunun sebebi bardağın dışından kağıda etki eden açık hava basıncının bardağın içerisindeki su basıncından daha büyük olmasıdır.

UYARI: Bardak içerisinden kağıda etki eden hem gaz basıncı vardır hem de su basıncı vardır. Bu bardak içerisindeki İÇ BASINÇTIR. Su basıncı ile açık hava basıncı birbirine eşit değildir. AÇIK HAVA BASINCI bardak içerisindeki su basıncından büyük olduğu için KAĞIT DÜŞMEZ.

BARDAK İÇERİSİNDEKİ İÇ BASINÇ = SU BASINCI + HAVA BASINCI

Sorularda eğer açık hava basıncı ile bardak içerisindeki sıvı basıncı karşılaştırılıyorsa; AÇIK HAVA BASINCI SIVI BASINCINDAN BÜYÜK OLMALIDIR.

Örneğin boş bir pet şişe içerisindeki hava çekilirse şişenin içe doğru büzüldüğünü gözlemleriz. Bunun sebebi şişeye dışarıdan etki eden açık hava basıncının şişe içerisindeki gaz basıncından daha büyük olmasıdır.

Meyve suyunu pipet ile kutudan ağzımıza doğru çekerken bir süre pipet içerisindeki havayı içimize çekeriz. Daha sonra meyve suyu içerisinde iç basınç azalır ve atmosfer basıncı sayesinde kutu içe doğru büzülür pipetten meyve suyu ağzıma doğru gelir.

Bu gibi örnekleri incelemeden önce Açık Hava Basıncı sorularında sıklıkla karşınıza çıkabilecek durumlar için şunları bilmelisiniz.

Eğer içerisinde gaz bulunan bir şişe, yastık, balon ve lastik gibi maddeler içeriye doğru göçüyor ise Açık Hava Basıncı değeri; şişe, yastık, balon ve lastik topun iç basıncından daha büyüktür.

Eğer içerisinde gaz bulunan bir şişe, yastık, balon ve lastik gibi maddeler dışarıya doğru büyüyor ise Açık Hava Basıncı değeri; şişe, yastık, balon ve lastik topun iç basıncından daha küçüktür.

Açık Hava Basıncı Nasıl Değişir?

Açık Hava Basıncı – Atmosfer Basıncı yeryüzünden yükseklere çıkıldıkça azalır. Yeryüzüne doğru inildikçe artar. Bunun sebebi ise yoğunluğu daha fazla olan gazlar yeryüzüne daha yakındadır. Yoğunluğu büyük olan gazla daha fazla basınç oluştururlar.

Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça atmosfer gazlarının yoğunluğu azaldığı için basınç da azalır.

Açık Hava Basıncı Deneyi – Torricelli:

İtalyan fizik ve matematikçi Torricelli açık hava basıncını ölçmek için bir ucu açık 1 metrelik cam borunun içerisine ağzına kadar civa koyar. Deniz seviyesinde ve 0 C sıcaklıktaki ortamda civa dolu cam borunun ağzını kapatır ve içi civa dolu bir kabın içerisine dik bir şekilde yerleştirir. Ardından cam borunun kapattığı ağzını açarak civanın bir kısmının kabın içerisine boşaldığını ancak bir kısmının ise boşalmadığını fark eder. Bir süre bekleyip denge sağlandıktan sonra cam borudaki civanın yüksekliğini 76 cm olarak ölçer. Bu deneyi sonrası Torricelli cam borudaki civanın tamamen boşalmamasının sebebini açık hava basıncı olarak adlandırır. Daha sonra Deniz Seviyesinde 0 C sıcaklıktaki yerlerde AÇIK HAVA BASINCININ 76 cm Hg(Civa) olacağı sonucuna varır.

Deniz seviyesinde 0˚C’taki açık hava basıncının 76 cm yüksekliğindeki cıvanın uyguladığı basınca eşit olduğu kabul edilir.

Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça atmosfer basıncı azalır.

Atmosfer basıncını ölçen aletlere barometre denir.

Gazlar da sıvılar gibi kendilerine uygulanan basıncı her yöne ve aynı büyüklükte iletirler.

Torricelli Deneyinde Farklı Yoğunlukta Sıvılar Kullanılsaydı Ne Olurdu?

Genellikle son dönemde oldukça popüler olan bu tip sorularda Torricelli Deneyinde farklı yoğunlukta sıvılar kullanılsaydı borudaki sıvı yüksekliği nasıl olurdu? sorusu inceleniyor.

Bu tip soruları sıvı basıncı mantığı ile yapabilirsiniz. Öncelikle kapların bulunduğu yükseklikler eşit olacağı için sıvılara etkiyen AÇIK HAVA BASINÇLARI da birbirine EŞİT olacaktır. (Açık hava basıncı yükseklik arttıkça azalır, yükseklik azaldıkça artar.)

Sıvı basıncı iki değişkene bağlıdır. YÜKSEKLİK (DERİNLİK) ve SIVI YOĞUNLUĞU. Daha önce 8. Sınıf 3. Ünite Basınç – Sıvı Basıncı Konu Anlatımı içeriğinde öğrendiğimiz gibi: SIVI BASINCI DERİNLİK ve YOĞUNLUKLA DOĞRU ORANTILI BİR ŞEKİLDE ARTAR ilkesini hatırlayalım.

Sıvılara etkiyen AÇIK HAVA BASINCI ile Sıvıların bu basınca gösterdiği tepkiyi inceleyelim.

Torricelli Deneyinde Civa kullanıldığında 76 cm yüksekliğe sahip oluyor. Peki civadan daha az yoğunluğa sahip bir sıvı kullanılsaydı yüksekliği civa ile aynı mı; civadan az mı yoksa civadan fazla mı olacak?

Torricelli Deneyinde Civadan daha az yoğun bir B sıvısı kullanılsa bile; civaya etki eden AÇIK HAVA BASINCI ile B sıvısına etki eden AÇIK HAVA BASINCININ büyüklüğü aynıdır. Etki eden açık hava basıncı aynı, kullanılan sıvının yoğunluğu farklı olduğu için cam boru içerisinde farklı yüksekliklerde sıvılar oluşur.

Torricelli deneyinde yoğunluğu civadan daha küçük olan bir sıvı kullanılırsa CAM BORU İÇERİSİNDEKİ YÜKSEKLİK DAHA FAZLA OLUR.

Torricelli Deneyinde Civadan daha yoğun bir A sıvısı kullanılsa bile; civaya etki eden AÇIK HAVA BASINCI ile A sıvısına etki eden AÇIK HAVA BASINCININ büyüklüğü aynıdır. Etki eden açık hava basıncı aynı, kullanılan sıvının yoğunluğu farklı olduğu için cam boru içerisinde CİVA, A SIVISI ve B SIVISI farklı yüksekliklerde olur.

Torricelli deneyinde yoğunluğu civadan daha fazla olan bir sıvı kullanılırsa CAM BORU İÇERİSİNDEKİ YÜKSEKLİK DAHA AZ OLUR.

Yukarıda verilen şekilde 0 derece ve deniz seviyesinde bulunan 3 sıvının yükseklikleri verilmiştir. Yoğunlukları hakkında ne söylenebilir?

Bu tip sorularda tüm düzenekler aynı yükseklik ve sıcaklıkta ise sıvılara etki eden BASINÇLARIN BİRBİRİNE EŞİT olduğunu unutmayalım.

Civanın 0 C derece ve deniz seviyesinde 100 cm‘lik boruda 76 cm yüksekliğe sahip olduğunu TORRİCELLİ DENEYİNDEN hatırlayalım.

Aynı basınç altında B sıvısının yüksekliği Civadan daha fazla olduğu için B sıvısının yoğunluğu civadan daha küçüktür.

Aynı basınç altında A sıvısının yüksekliği Civadan daha az olduğu için A sıvısının yoğunluğu civadan daha büyüktür.

Yoğunluk sıralaması:

A > CİVA > B

Unutmayalım tüm düzenekler EŞİT AÇIK HAVA BASINCI ETKİSİNDE olduğu için TÜM DÜZENEKLERİN TABANLARINA UYGULANAN SIVI BASINCI DA BİRBİRİNE EŞİTTİR.

AÇIK HAVA BASINCI = SIVI BASINCI

3 sıvı da aynı yükseklik (DENİZ SEVİYESİNDE) ve sıcaklıkta olduğu için 3 sıvıya dışarıdan etki eden açık hava basıncı eşittir. Sıvı ile açık hava basıncı birbirini dengeleyip boru içerisindeki sıvı hareketsiz kaldığı için SIVI BASINCLARI AÇIK HAVA BASINCINA EŞİTTİR.

Bu sebeple tüm kaplardaki sıvı basınçları da birbirine eşittir.

Günlük Hayattan Açık Hava Basıncı Örnekleri:

Kutu meyve suyu veya sütü pipetle içerken kutunun içeri doğru çökmesi

Lavabo pompasını zemine doğru bastırırsak zemine yapışır.

Cam bardak su ile doldurulup yavaşça ters çevrilirse aşağıya düşmez.

İçerisinde su bulunan ağzı açık delik bidon su akıtırken, kapağı kapatıldığında su akmaz.

Cam şişe ağzına koyulan soyulmuş haşlanmış yumurta, içeride ateş yakıldığında cam şişe içerisine düşer.

Yükseklere çıkıldıkça açık hava basıncı azaldığı için kulakların tıkanması,