BASINÇ www.fen1.com

b. Kapalı Kaplardakı Gaz Basıncı 3. GAZLARIN BASINCI a . Açık Hava Basıncı ( ATMOSFER BASINCI ) b. Kapalı Kaplardakı Gaz Basıncı

c. Hacim Basınç İlişkisi d. Sıcaklık Basınç İlişkisi e. Sıcaklık-Hacim İlişkisi f. Hacim-Sıcaklık-Basınç İlişkisi

AÇIK HAVA BASINCI

Açık Hava Basıncı ( Atmosfer Basıncı ) Açık hava,ağırlığı nedeniyle dokunduğu yüzeylere bir basınç uygular.Bu basınç, hem kendi içindeki bir yüzeye hem de yeryüzündeki bir yüzeye olabilir. Yeryüzünde yaşayan canlılar bu basıncın etkisi altında yaşamaktadır.

Açık Hava Basıncı ( Atmosfer Basıncı ) Açık hava vücudumuza tonlarca ağırlığında basınç uygular. Ancak bu basınçlar birbirini dengelediği için biz bunu hissedemeyiz.Ayrıca,kan basıncı da açık hava basıncını dengeler. Atmosfer basıncı Açık havanın vücudumuza yaptığı basınç

AÇIK HAVA BASINCI ( ATMOSFER BASINCI ) VE ÖLÇÜLMESİ DENEY I : Havanın ağırlığını bulmak. Amaç : Havanın varlığını ve bir ağırlığının olduğunu kavramak. Araç-gereçler : İki adet balon,ince tahta çubuk,iplik,makas ve toplu iğne Deneyin Yapılışı : İki balonu şişirip,tahta çubuğun uçlarına asarak çubuğu dengeleyiniz. Balonlardan birini toplu iğne ile patlatıp havasının çıkmasını sağlayınız. ( II ) ( I) SONUÇ : Patlamış balonda hava olmadığından,şişirilmiş balon tarafı alta iner,yani çubuğun dengesi bozulur.Bu da şişirilmiş balonun içindeki havanın bir ağırlığının olduğunu gösterir.

DENEY II : Açık hava basıncının varlığını anlamak. AMAÇ : Açık hava ( atmosfer basıncı ) basıncının varlığını kavrar. Araç-Gereçler : Bardak,kağıt,su Deneyin Yapılışı : Bir bardağı,içinde boşluk kalmayacak şekilde su ile dol- durunuz.Bardağın ağzına düzgün bir kağıt parçasını hava kalmayacak şekilde kapatınız. Bardak Su Kağıt Bir elinizle bardağı tutarak diğer elinizi kağıdın üzerine koyup bardağı ters çeviriniz.Daha sonra elinizi çekiniz.Bardaktaki su dökülmez. Neden ? Açık hava basıncı Bardaktaki su,ağırlığı nedeniyle kağıda bir kuvvet uyguladığı halde düşmez. Çünkü,hava da kağıda bir basınç uygular.( Bardaktaki suyun basıncı ile açık hava basıncı birbirini dengeler.) Bu basınç,bardaktaki suyun ağırlığına eşit veya daha büyük olmalıdır.

DENEY III : Hava basıncının varlığını göstermek. AMAÇ : Atmosfer basıncının varlığını kavrar. Araç-Gereçler : Su, pipet( limonata çubuğu veya cam boru olabilir. Deneyin Yapılışı : Pipeti bardağa batırın,içine su girer.Üst kısmını elinizle kapatın,pipetten su dökülmez.( şerbetçi şişesinden su taşımak ) Örnek 1: Tamamen su dolu kolonya şişesini ters çevirirseniz kolonya dökülmez. Örnek2 : Plastik kola ya da meyve suyu şişesinin içindeki havayı emdiğinizde şişenin biçimi değişir. SONUÇ :Yapılan deneylerden şu sonuç çıkar; Havanın bir ağırlığı vardır.Bundan dolayı değdiği her yüzeye bir basınç uygular. Bu basınca AÇIK HAVA BASINCI veya ATMOSFER BASINCI adı verilir. NOT Açık hava hem yeryüzünün hem de kendi içinde alınan bir yüzeye ağırlığı nedeniyle bir kuvvet uygularlar.Uygulanan bu kuvvetin birim alanının payına Atmosfer Basıncı ya da Açık hava Basıncı denir.

AÇIK HAVA BASINCI NASIL ÖLÇÜLÜR ? Açık hava basıncı kendisini dengeleyen başka bir basınç yardımıyla ölçülür. Genel olarak cıva kullanılır.Çünkü açık hava basıncını dengeleyen cıva yüksekliği küçük olacağından daha kolay ölçme sağlanır. TORİÇELLİ DENEYİ Boşluk Cıva h = 76 cm-cıva =760 mm - cıva Açık hava basıncı Cıva çanağı

TORİÇELLİ DENEYİ Cıva kullanarak açık hava basıncını,ilk defa İtalyan bilgini Toriçelli tarafından ölçülmüştür. Toriçelli deneyi deniz seviyesinde ve sıcaklığın 0 0C olduğu bir günde yapılırsa borudaki cıva yüksekliği 76 cm olduğu görülür. O halde 0 0C de ve deniz seviyesindeki açık hava basıncı 76 cm-cıva basıncına eşittir.Buna normal hava basıncı denir. Normal hava basıncının değeri 1 atmosfer ( 1 atm ) alınır. 1 atm = 76 cm-cıva Basıncına eşittir. Yani 76 cm yüksekliğindeki cıva sütununun yaptığı basıncı hesaplarsak açık hava basıncını da bulmuş oluruz. Cıvanın öz ağırlığı = 13,6 gf / cm3 O halde; Basınç = Yükseklik x Sıvının öz ağırlığı 1 atm = 1033,6 gf / cm2 Basınç = 76 cm . 13,6 gf / cm3 Basınç = 1033,6 gf / cm2 Olur.

BAROMETRELER Açık hava basıncını ölçmeye yarayan araçlara BAROMETRE denir. Üç çeşit barometre vardır : 1. Sifonlu-cıvalı barometre. 2. Metal barometre. 3. Yazıcı barometre ( BAROGRAF )

BAROMETRELERİN KULLANILDIĞI YERLER : Barometreler,bir yerdeki hava basıncını ölçer. ( alçak basınç-yüksek basınç ) Ayrıca barometrelerle bir yerin yüksekliğini ölçebiliriz. Deniz seviyesinden her 10,5 metre yükseğe çıkıldıkça açık hava basıncı 1 mm düşer. Bulunduğunuz yer A noktası olsun. A noktasında barometre 680 mm ‘yi göstersin. B noktası ( 600 mm ) Çıktığınız yer B noktası olsun. B noktasında barometre 600 mm ‘yi göstersin; h = ? 680 - 600 = 80 mm 80 .10,5 = 840 m eder. A noktası ( 680 mm ) Yer Yani B noktası A noktasından 840 m yüksektedir.

Örnek : Deniz kıyısında atmosfer basıncı 760 mm-cıva,Malatya’da ise 670 mm-cıva dır. Malatya’nın deniz seviyesinden yüksekliğini bulunuz? Çözüm : 760 - 670 = 90 mm-cıva h = 90 . 10,5 = 945 m olur. Örnek : Bir kulenin dibinde barometre 758 mm-cıva ‘yı,tepesinde ise 755 mm-cıva’yı göstermektedir. Kulenin yüksekliğini bulunuz ? 758 - 755 = 3 mm-cıva h = 3 . 10,5 h = 31,5 m olur.

Soru 1 : Deniz kıyısında açık hava basıncı 760 mm-cıva dır Soru 1 : Deniz kıyısında açık hava basıncı 760 mm-cıva dır.Deniz kıyısından 315 metre yükseklikte bulunan bir yerde açık hava basıncı kaç mm-cıva dır? Soru 2 : Açık hava basıncını ölçmede cıva yerine,yoğunluğu 0,8 g / cm3 olan bir sıvı kullanılırsa;borudaki sıvı yüksekliği kaç cm olur? A ) 1000 B ) 800 C ) 1292 D ) 454 Soru 3 :Sınıfımızın pencere camının boyutları 40 x 60 cm dir.Barometre 75 cm-cıva ‘yı gösterdiğine göre camın bir yüzeyine etki eden açık hava basıncı kaç kgf ‘tir. A ) 244,8 B ) 2448 C ) 24480 D ) 20000

KİTAPSIZ YAŞAMAK KÖR, SAĞIR, DİLSİZ YAŞAMAKTIR.

BASINÇ

C. Hacim - Basınç İlişkisi GAZLARIN BASINCI C. Hacim - Basınç İlişkisi

Hacim-Basınç İlişkisi

HACİM-BASINÇ İLİŞKİSİ DENEY : Basınçla hacim arasındaki ilişki. AMAÇ : Kapalı bir kaptaki gazın,basınç ve hacmi arasındaki ilişkiyi öğrenme. Araç gereçler : Bir ucu kapalı U borusu,cıva,huni,cetvel Deneyin Yapılışı : Bir ucu kapalı U borunun açık ucuna huni yardımı ile cıva dökelim.Kısa ve kapalı olan kolda hava kalır.Bu kısa koldaki yükseklik cetvelle ölçülerek bulunur: I. Bu durumda havanın hacmi V1 ise basıncı; P1 = P0 + h1 bağıntısı ile bulunur. P0 = Açık hava basıncı V1 = Kapalı kısımdaki gazın hacmi h1 P1 = Kapalı kaptaki gaz basıncı P1 = P0 + h1 ( I )

HACİM-BASINÇ İLİŞKİSİ DENEY : Basınçla hacim arasındaki ilişki. II. Daha sonra U borusunun açık kolundan tekrar cıva dökelim.Cıvanın basıncı etkisiyle kapalı koldaki havanın hacmi V2 , basıncı P2 olsun. Basınç P2 = P0 + h2 bağıntısı ile bulunur. P0 = Açık hava basıncı V2 = Kapalı kısımdaki gazın hacmi h2 P2 = Kapalı kaptaki gaz basıncı P2= P0 + h2 ( II )

HACİM-BASINÇ İLİŞKİSİ DENEY : Basınçla hacim arasındaki ilişki. III. Daha sonra U borusunun açık kolundan tekrar cıva dökelim.Cıvanın basıncı etkisiyle kapalı koldaki havanın hacmi V3 , basıncı P3 olsun. Basınç P3 = P0 +h3 bağıntısı ile bulunur. P0 = Açık hava basıncı P3 = Kapalı kaptaki gaz basıncı h3 V3 = Kapalı kısımdaki gazın hacmi P3= P0 + h3 ( III )

DENEYİN ŞEKLİ

Deneyin sonucunda görüldüğü gibi hacim küçüldükçe basınç artar. Gazın sıcaklığı sabit kalmak şartı ile her üç durumda da gazın hacmi ile basıncının çarpımı.sabittir. P . V = sabit Deney no Gazın hacmi ( V ) Kollar arasındaki cıvanın seviye fark ( h cm ) Gazın basıncı P = P0 + h I II III Tablodaki veriler incelendiğinde ( I) bulunan değer V1,P1 ; ( II ) de V2, P2 ; (III) de V3,,P3 olduğuna göre; P1 . V1 = P2 . V2 = P3 . V3 = sabit Bu bağıntıya Boyle-Mariotte Kanunu denir.

VERİLER Hacim V ( cm3 ) 6 4 3 2 Basınç P ( atm ) 2 3 4 6 6 5 4 3 2 1 Sabit sıcaklıkta basınç-hacim grafiği 1 2 3 4 5 6 Basınç P (atm ) Verilere göre basınç ile hacim arasındaki grafik

BASINÇ-HACİM İLİŞKİSİ ( BOYLE - MARİOTTE YASASI ) Bir gazın hacmini yarısına,beşte birine,onda birine ... İndirmek mümkündür. Gazın üzerindeki etki kaldırıldığında gaz genel olarak ilk hacmine ulaşır. Tüm gazlar sıkışabilen , esnek maddelerdir. Gazlar sıkışabildikleri gibi genişleyebilirler de ( genleşirler ) Gazlar sıkıştırıldığında basınçları artar,genleştiklerinde basınçları azalır. Yani bir gaz kütlesinin sıcaklığı değişmediğinde,hacmi küçülünce basıncı artar, basıncı küçültülünce hacmi artar.

Bir duyarlı manometre ile yapılan ölçümlerde şu veriler elde ediliyor : BASINÇ ( P ) atm 1 2 3 4 5 1 / 2 150 75 51 38 30 300 HACİM ( V ) dm3 atm.dm3 150 150 153 152 150 150 P . V P (atm ) 4 3 2 1 V ( dm3 ) 100 200 300 SONUÇ : Kapalı bir kap içinde bulunan gazların serbest olarak her yöne doğru hareket ederler ve bulundukları kabın çeperlerine çarpmaları sonucu gaz basıncını oluştururlar. Gazın kütlesini ve sıcaklığını değiştirmeden basıncı artarsa hacmi küçülür, hacmi artırılırsa basınç azalır.

Boyle-Mariotte Yasası Kapalı bir kapta bulunan gazın basıncı ile hacmi arasında şöyle bir bağıntı vardır; Sıcaklık değişmemek üzere,kapalı bir kaptaki gazın basıncı ( P ) ile hacmi ( V ) çarpımı daima sabittir. Yani sıcaklıkta bir değişme olmadığı zaman kapalı kaptaki gazın hacmi küçüldüğünde basıncı aynı oranda büyür,hacmi büyüdüğünde basınç aynı oranda küçülür. Buna Boyle- Mariotte Yasası denir. İlk basınç x ilk hacim = Son basınç x son hacim İlk basınç : P1 İlk hacim : V1 Son basınç : P2 Son hacim : V2 P1 . V1 = P2 . V2 = sabit

ÖRNEK1: Bir balonun hacmi 500 cm3 ve içindeki gazın basıncı 3 atmosferdir.Balonun içindeki gazın basıncı 6 atmosfere çıkartmak için hacmini ne kadar küçültmeliyiz? ÇÖZÜM: P1.V1 = P2.V2 P1 = 3 atm V1 = 500 cm3 P2 = 6 atm V2 = ? 3 atm. 500 cm3 = 6 atm.V2 6 V2 =1500 cm3 V2 = 250 cm3

ÖRNEK2 : Bir gazın basıncı 3 atmosfer,hacmi 6 litredir ÖRNEK2 : Bir gazın basıncı 3 atmosfer,hacmi 6 litredir.Bu gazın kütlesi ve sıcaklığı değişmeyecek şekilde hacmi 4 litreye indirilirse basıncı kaç atmosfer olur? ÇÖZÜM: P1.V1 = P2.V2 P1 = 3 atm V1 = 6 litre V2 = 4 litre P2 = ? 3 atm.6litre = P2.4litre 4 P2 = 6.3 atm P2 = 18 / 4 atm P2 = 4,5 atm

SORULAR

Soru 1 : Bir gazın hacmi 10 litre,basıncı 15 atmosferdir Soru 1 : Bir gazın hacmi 10 litre,basıncı 15 atmosferdir.Gazın hacmini 5 litreye indirirsek basıncı ne olur? A ) 5 B ) 15 C ) 25 D ) 30 Soru 2 :Kapalı bir kaptaki gazın sıcaklığı değişmemek şartıyla hacmi iki katına çıkarılırsa gazla ilgili olarak hangileri azalır? I. Basınç II. Öz kütle III. Kütle IV. Molekül sayısı A ) Yalnız I B ) III-IV C ) I-III D ) II-III

Soru 3 :0 0C de ve 75 cm-cıva basıncında 20 gram hidrojen gazı 12,5 litre yer kaplıyor.Aynı sıcaklıkta basınç 25 cm-cıva ‘ya düşürülürse gaz kaç litrelik yer kaplar? A ) 4,2 B ) 12,6 C ) 37,5 D ) 50,4 Soru 4 : Bir gazın basıncı P,hacmi V dir.Bu gazın sıcaklığı ve kütlesi değiştiril- meyip hacmi yarıya indirilirse,basınç kaç P olur? A ) P B ) 2P C ) P /2 D ) 1 / 2 P Soru 5 : Sıcaklıkları sabit kalmak koşuluyla hacmi V1,basıncı P1 olan kapalı kaptaki gazın hacmi V1 / 3 olduğunda basınç ne olur ? A ) P1 //3 B ) 2P1 C ) 3 P1 D ) 9 P1

Soru 6 : A V1 =1000 cm3 V2 = 500cm3 Şekildeki sistemde,L kabında gazın basıncı 60 kgf/cm2 dir. L yi M kabına bağlayan A musluğu açıldığında sistemin son basıncı kaç kgf / cm2 olur? ( Sıcaklık sabit alınacak ) A ) 20 B ) 40 C ) 90 D ) 120

2 . A 1. D CEVAPLAR 3 . C 4 . B 6 . D 5 . C

d. Sıcaklık -Basınç İlişkisi Sabit miktar ve hacimdeki kapalı bir kapta bulunan gazın sıcaklığı arttığında basıncı artar. Örnek : Evde kullanılan tüp gazların sıcaklığının artması sonucu patladığı gibi. SORU : Gazların basıncı hangi sıcaklık derecesinde sıfır olur? MUTLAK SICAKLIK DERECESİ Bütün gazların basınçları -273 0C de en küçük değerdedir.Tüm maddeler bu sıcaklık derecesinde katıdırlar ve basınçları sıfırdır. İşte bütün gazların basınçlarının sıfır olduğu bu dereceye MUTLAK SIFIR NOKTASI adı verilir. Bu sıfır noktasına göre hesaplanan sıcaklık derecesine MUTLAK SICAKLIK DERECESİ denir. Mutlak sıcaklık derecesi “T “ ile gösterilir ve 0K ile ölçülür. Tmutlak = t + 273 T ( 0K ) = t ( 0C ) + 273 Formülü ile hesaplanır. A.Ç

Örnek : 1 atmosfer basıncı altında cıva -39 0C de donar ve +357 0C de kaynar. Bu sıcaklıkları Kelvin’ ne çeviriniz? Çözüm : t2 = 357 0C t1 = - 39 0C T = 357 + 273 T ( 0K ) = t ( 0C ) + 273 T = 630 0K T = -39 + 273 Kaynama noktası T = 234 0K Donma Noktası A.Ç

Hacmi değiştirilmeden ısıtılan gazın T sıcaklığı ile P basıncı arasında nasıl bir ilişki vardır ? Sabit miktar ve hacimdeki bir gazın basıncı,mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. P Yani; = sabit T Sabit hacim altında ısıtılan bir gazın T1 ve T2 Kelvin derecesindeki basınçları P1 ve P2 ile gösterirsek; T1 = t1 +273 T2 = t2 + 273 P1 P2 = = sabit P1 P2 T1 T2 = t1 + 273 t2 + 273 A.Ç

Örnek : Kapalı bir kapta -23 0C de 2 atmosfer basınç altında oksijen gazı bulunmaktadır.Bu gazın sıcaklığı 27 0C olduğunda basıncı ne olur? Çözüm : T1 = t1 + 273 T2 = t2 + 273 t1 = -23 0C t2 = 27 0C P1 = 2 atm P2 = ? T1 = -23 + 273 T2 = 27 +273 T1 = 250 0K T2 = 300 0K P2 P1 P2 2 = =  250 300 T1 T2 300.2 P2 =  P2 = 2,4 atm 250 A.Ç

Örnek : Bir kapalı kapta bulunan hidrojen gazının sıcaklığı -73 0C, basıncı ise 3 atmosferdir.Bu gaz kaç 0C ‘ye kadar ısıtılmalıdır ki basınç 4,5 atm olsun? Çözüm : P1 P2 t1 = -73 0C t2 = ? P1 = 3 atm P2 = 4,5 atm 3 4,5 =  = T1 T2 -73+273 T2 3 4,5 200 . 4,5 =  T2 = 200 T2 3 T2 = 300 0K t2= 300-273 t2 = 27 0C T2 = t2 + 273 A.Ç

Soru 1 : Kapalı bir çelik küre içindeki yakıt gazının sıcaklığı -123 0C,basıncı 5 atmosferdir.Bu gazın basıncını 10 atmosfere çıkarmak için,sıcaklığı kaç 0C olmalıdır? Soru 2 : Kapalı bir tüp içinde bulunan oksijen gazının sıcaklığı -23 0C, basıncı 5 atmosferdir.Bu gazın sıcaklığı +27 0C’ye çıkarıldığında basıncı kaç atmosfer olur ? A.Ç

e. Sıcaklık-Hacim İlişkisi Sabit miktarda ve basınçta kapalı bir kaptaki gazın hacmi ( V ),mutlak sıcaklığı ( T ) doğru orantılıdır. Bir gazın,sabit basınç altında iken bir andaki mutlak sıcaklığı T1 , hacmi V1 ,başka bir andaki mutlak sıcaklığı T2, hacmi V2 ise ; V1 V2 = = sabit. Olur. T1 T2 A.Ç

Örnek : 27 0C de hacmi 6 litre olan hava sabit basınç altında -73 0C’ye kadar soğutuluyor.Havanın hacmi kaç litre olur? Çözüm : T1 = t1 + 273 T2 = t2 + 273 t1 = 27 0C t2 = -73 0C V1 = 5 litre V = ? T1 = 27+273 T2 = -73+273 T1 = 300 0K T2 = 200 0K V2 V1 V2 6 = = T2 300 200 T1 V2 = 4 litre 300 V2 =1200 A.Ç

Soru 1 : - 23 0C de hacmi 5 m3 olan bir gazın hangi 0C de hacmi 6 m3 olur ? Soru 2 : Bir gazın hacmi 6 litre sıcaklığı +27 0C dir.Bu gaz sabit basınç altında -73 0C ‘ye kadar soğutulursa hacmi ne olur? A.Ç

f.Hacim-Sıcaklık-Basınç İlişkileri ( GENEL GAZ BAĞINTISI ) A.Ç

HACİM-SICAKLIK-BASINÇ İLİŞKİLERİ ( GENEL GAZ BAĞINTISI ) Bir gazın kütlesinin; 1. Sıcaklığı değişmediği sürece belirli koşullarda basıncı ile hacmi çarpımı sabittir. P . V = sabit 2. Hacmi değişmediği sürece belirli koşullarda basıncın mutlak sıcaklığa oranı sabittir. P = sabit V A.Ç

3. Basınç değişmediği sürece belirli koşullarda hacminin mutlak sıcaklığına oranı sabittir. V = sabit T HER ÜÇ BAĞINTIYI ; P.V Şeklinde yazılabilir. = sabit T A.Ç

Gazın kütlesi dolayısıyla mol sayısı sabit kalmak şartıyla herhangi bir andaki basıncı P1, hacmi V1, mutlak sıcaklığı T1 ; başka bir andaki basıncı P2 ,hacmi V2,mutlak sıcaklığı T2 ise, P1 . V1 P2 . V2 = T1 T2 GENEL GAZ BAĞINTISI NOT : Bir gazın sıcaklığı artırıldığında,gaz hem basıncını hem de hacmini artırır. A.Ç

Örnek : Hacmi 2 litre,sıcaklığı 27 0C,basıncı 4,5 atmosfer olan oksijen gazının - 73 0C ve 3 atmosfer basınç altında hacmi kaç litre olur? Çözüm : T1 = t1 + 273 T2 = t2 + 273 V1 =2 lt t1 = 27 0C P1 = 4,5 atm t2 = -73 0C P2 = 3 atm V2 = ? T1 = 27 + 273 T2 = -73 + 273 T1 = 300 0K T2 = 200 0K 3.V2 P1.V1 P2.V2 4,5 . 2 = =  200 T1 T2 300 3V2 9 V2 = 2 litre =  3 2 A.Ç

Soru 1 : -23 0C de hacmi 4 litre,basıncı 3 atmosfer olan gazın + 27 0C de hacmi 5 litredir. Basıncı kaç atmosfer olur? Soru 2 : Bir gazın basıncı 3 atmosfer,hacmi 4 litre ve sıcaklığı +27 0C dir. Bu gazın basıncı 5 atmosfer,hacmi 2 litre iken sıcaklığı kaç Kelvin olur ? A.Ç

BASINÇ A.Ç

4. Sıvı ve Gazların Kaldırma Kuvveti ( Archimedes Yasası ) a. Gaz-Sıvı Tulumbalar b. Gazların Sıkıştırılması c. Yüksek basınç-Düşük basınç A.Ç

Kaldırma Kuvveti 1. SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ Sıvının kaldırma kuvveti Kaldırma kuvveti Cismin ağırlığı Sıvı içerisine batırılan bir cisim iki kuvvet etkisinde kalır; 1. Ağırlığı nedeniyle sıvının dibine batmaya çalışır. 2. Sıvı tarafından uygulanan basınç kuvveti nedeniyle yukarı itilir. (kaldırma kuvveti ) A.Ç

SIVI İÇİNE BATIRILAN BİR CİSME UYGULANAN BASINÇ KUVVETİ F1 F2 cisim F3 F2 sıvı Sıvı içine batırılan bir cismin durumu Şekildeki cisim sıvı içerisine batırılmıştır. Cismin yan yüzeylerine uygulanan sıvının basınç kuvveti birbirine eşittir. ( F3 = F4 ) Cisme alt yüzeyden uygulanan basınç kuvveti ( F2 ) ,üsten uygulanan basınç kuvvetinden ( F1 ) daha fazladır. ( Derinlik farkından dolayı ) Bu durumda cismin alt yüzündeki basınç kuvveti ( F2 ),üst yüzündeki basınç kuvvetinden ( F1 ) büyük olur. F2 > F1 F2 - F1 farkı ise Kaldırma Kuvvetinin doğmasına yol açar. A.Ç

DENEY : Sıvıların kaldırma kuvveti AMAÇ : Sıvıların kaldırma kuvvetini görme ve ölçmeyi öğrenme Araç Gereçler : İki adet beher bardağı,dinamometre,su,ispirto,taş,ip Deneyin Yapılışı : Bardağın birine su diğerine ispirto koyunuz.Taşı iple bağlayarak dinamometrenin çengeline takınız.Daha sonra taşın havadaki ağırlığını okuyup yazınız. Aynı şekilde taşı,su ve ispirto içinde tartınız,ağırlıklarını yazınız. Dinamometre İspirto Su Taş a. Havada b. Suda c.İspirtoda Bir cismin havada suda ve ispirtodaki ağırlıkları A.Ç

DENEYİN SONUCU : Taşın havadaki ağırlığı,sudaki ve ispirtodaki ağırlığından büyüktür.Sıvıların kaldırma kuvveti olmasaydı taşın ağırlığının değişmemesi gerekirdi. Taşın,sudaki ağırlığının ispirtodaki ağırlığından büyük olmasını nasıl açıklarsınız? Sıvıların kaldırma kuvveti sıvının yoğunluğuna bağlıdır. dsu> dispirto NOT Sıvıların yoğunluğu arttıkça kaldırma kuvvetleri de fazla olur. A.Ç

DENEY : Kaldırma kuvvetinin ölçülmesi AMAÇ : Su içine batırılan bir cisme,su tarafından uygulanan kaldırma kuvvetini ölçerek bulma. Araç Gereçler : Dinamometre,beher bardağı,taş,su,ip DENEYİN YAPILIŞI: Taşı ipe iyice bağlayarak ipi dinamometrenin çengeline ta- kınız.Taşın havadaki ağırlığını ölçerek not ediniz.Behere su koyup,taşı suyun içine batırıp sudaki ağırlığını ölçünüz. Dinamometre Su Taş a. Havada b. Suda A.Ç

DENEYİN SONUCU : Suyun taşa uyguladığı kaldırma kuvveti ,taşın hafiflemesine neden olur.Bu nedenle taşın havadaki ağırlığı ile su içindeki ağırlığı birbirinden farklıdır.Bunu şöyle ifade edebiliriz: Kaldırma kuvveti = Cismin havadaki ağırlığı - Cismin su içindeki ağırlığı Örnek : Havada 180 N,su içinde 150 N gelen bir cisme uygulanan kaldırma kuvveti kaç N olur? Çözüm : Havadaki ağırlık - Sudaki ağırlık Kaldırma kuvveti = Havadaki ağırlık : 180 N Sudaki ağırlık : 150 N Kaldırma kuvveti : ? Kaldırma kuvveti = 180 - 150 Kaldırma kuvveti = 30 N A.Ç

Kaldırma Kuvveti Sıvı içerisine batırılan bir cisim sıvı tarafından yukarı doğru itilir,bu itme kuvvetine sıvının kaldırma kuvveti denir. ARCHİMEDES ( ARŞİMED ) YASASI Sıvı içine batırılan bir cisim taşırdığı veya yerini değiştirdiği sıvının ağırlığı kadar kendi ağırlığından kaybeder. Başka bir ifadeyle; Sıvı içerisine batırılan bir cisim,yerini değiştirdiği veya taşırdığı sıvının ağırlığına eşit bir kuvvetle aşağıdan yukarı doğru itilir.Bu itme kuvvetine sıvının KALDIRMA KUVVETİ denir. KALDIRMA KUVVETİ = CİSMİN HACMİ Kaldırma kuvveti,cismi sıvı yüzüne doğru hareket etmeye zorlar ve onun hafiflemesine yol açar. A.Ç

FK = Vb . d SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ : Sıvıların kaldırma kuvveti; 1. Sıvının öz ağırlığı ile, 2. Cismin sıvıya batan hacmi ile doğru orantılıdır. Batan cismin hacmi Kaldırma kuvveti = X Sıvının öz ağırlığı Sıvının kaldırma kuvveti = FK FK = Vb . d Olur. Cismin batan kısmının hacmi = Vb Sıvının öz ağırlığı = d AYRICA; Sıvının kaldırma kuvveti = Cismin havadaki ağırlığı - Cismin su içindeki ağırlığı A.Ç

Örnek : Havadaki ağırlığı 156 gf olan bir demir parçasının su içindeki ağırlığı ne olur?( Demirin öz ağırlığı 7,8 gf / cm3 ) G Çözüm : G G = 156 gf d = 7,8 gf / cm3 V = ? V = d = d V A) İlkin demirin hacmi bulunur. 156 gf V = 20 cm3 V = 7,8 gf / cm3 B ) Kaldırma kuvveti hesaplanır: dsu = 1 gf / cm3 Vb = 20 cm3 FK = 20 cm3.1 gf / cm3 FK = Vb . d FK = 20 gf FK = ? C ) Kaldırma kuvveti = Havadaki ağırlık - Sudaki ağırlık FK = Ghava - Gsu Gsu = Ghava - FK Gsu = 136 gf Gsu = 156gf - 20 gf A.Ç

Örnek : Bir mermer parçasının havadaki ağırlığı 33,8 gf geliyor Örnek : Bir mermer parçasının havadaki ağırlığı 33,8 gf geliyor.Bu mermer su içinde tartılınca 20,8 gf geliyor. a) Mermerin hacmi b ) mermerin öz ağırlığı ne olur? Çözüm : Önce kaldırma kuvvetini bulalım: Ghava = 33,8 gf Gsu = 20,8 gf d = ? V = ? FK = ? FK = Gh - Gsıvı FK = 33,8 -20,8 FK = 13 gf a ) Mermerin hacmi : FK = Vb . d 13= Vb .1 Vb = 13 cm3 Olur. b) Mermerin öz ağırlığı: 33,8 gf G = 33,8 gf V = 13 cm3 d = ? d = d= G / V 13 cm3 d = 2,6 gf / cm3 Olur. A.Ç

Soru : Hacmi 14 cm3 olan bir taş parçası suda tartırsa kaç gram gelir? Soru : Bir cismin havadaki ağırlığı 270 gf,sudaki ağırlığı 170 gf olduğuna göre,cismin öz ağırlığını bulunuz? A.Ç

Soru : Bir cisme etki eden kaldırma kuvveti ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A ) Cismin ağırlığı ne kadar fazlaysa o kadar çok kaldırma kuvveti uygulanır. B ) Batan bir cisim için kaldırma kuvveti sıvının ağırlığından küçüktür. C ) Sıvı içinde,askıda kalmış bir cisim için kaldırma kuvveti cismin ağırlığından büyüktür. D ) Sıvı miktarını artırırsak kaldırma kuvveti de artar. A.Ç

Cisimlerin Yüzme Şartları

BİR CİSİM NE ZAMAN YÜZER?( CİSİMLERİN YÜZME ŞARTLARI ) DENEY : Bir cisim ne zaman yüzer ? AMAÇ : Cisimlerin hangi şartlarda yüzdüğünü kavrar. Araç Gereçler : Geniş ve derin cam kap,su,tuz,taze yumurta,karıştırıcı çubuk DENEYİN YAPILIŞI : I. Kap içine su koyduktan sonra,yumurtayı suya bırakınız.Yumurtanın battığını gördünüz mü ? ( Yumurta batmıyorsa taze değildir.Taze yumurta bulunuz.) Yumurtanın batmasının nedeni,ağırlığının,suyun kaldırma kuvvetinden büyük olmasındandır,değil mi? Su Yumurta A.Ç

II. Daha sonra su içine azar azar tuz atarak suyu bir cam çubukla karıştırınız. Yumurta yavaş yavaş yükseldiğini ve tuzlu su içinde durduğunu görürsünüz. Bu deneyde tuzlu suyun öz ağırlığı büyüdüğünden kaldırma kuvveti de ( FK ) büyümüş ve cismin ağırlığına eşit olmuştur.Bu halde yumurta,tuzlu suyun içinde bıraktığınız yerde kalır. Bu durumda kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşit olunca cismin öz ağırlığı da sıvının öz ağırlığına eşit olur. Neden ? Tuzlu su Yumurta Demek ki bir cismin ağırlığı,cismin tümünün sıvı içine batması halindeki kaldırma kuvvetine eşit ise,cisim sıvının içinde durur,bu halde sıvının özgül ağırlığı cismin özgül ağırlığına eşittir. A.Ç

III. Suya daha fazla tuz atarak ve cam çubukla karıştırarak deneye devam edelim. Yumurtanın yavaş yavaş yükseldiğini ve nihayet bir kısmının sıvı dışına çıktığını görürüz. Yumurta Tuzlu su Yumurtanın öz ağırlığı sıvının öz ağırlığından büyük olduğu için yumurta yüzer. A.Ç

A.Ç DENEYİN ŞEKLİ Su Tuzlu su Yumurta I.Batar. II.Dengede kalır. III. Yüzer. DENEYİN AÇIKLANMASI : Tuzlu suda daha fazla tuz eritmekle sıvının öz ağırlığını artırdığımız için FK kaldırma kuvveti büyüyor.(bütün hacminin batması durumunda) ve cisim G ağırlığından daha büyük olmaya başlayınca yumurtayı yukarı doğru hareket ettiriyor. Bu kuvvetin etkisi altında hareket eden yumurtanın bir kısmı sıvıdan dışarı çıkınca sıvı içinde kalan kısmın hacmi,dolayısıyla kaldırma kuvveti de küçülerek cismin ağırlığına eşit bir değer alınca cisim,sıvı yüzünde dengede kalır. FK = G ‘dir.İşte bir cismin bir sıvı yüzünde dengede kalmasına YÜZME denir. Demek ki bir cisim bir sıvı üzerinde yüzüyorsa,cismin sıvı içine batan kısmına ait kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir. A.Ç

CİSİMLERİN YÜZME ŞARTLARI Kaldırma kuvveti ( FK ) Cisim su Ağırlık ( G ) Sıvı içerisine batırılan bir cisme iki yönden kuvvet etki eder: 1. Cismin ağırlığından dolayı aşağıya doğru bir kuvvet ( G ) 2. Sıvının kaldırma kuvvetinden dolayı yukarı doğru iten bir kuvvet ( FK ) Şu halde sıvı içerisinde bulunan bir cisim G ve FK kuvvetlerinin etkisinde kalır. G v e FK kuvvetlerinin birbirlerine göre,büyüklük bakımından,değişik üç durumu olabilir; A.Ç

I. G > FK DURUMU: İspirto (d= 0,8 gf / cm3 ) Buz parçası ( d = 0,9 gf / cm3 ) ( I ) Cismin ağırlığının yerini değiştirdiği sıvı ağırlığından büyük olması G > FK halin- de ,cisim G - FK kadar bir kuvvetle dibe batar. Ya da; Bir cisim,öz ağırlığı kendi öz ağırlığından küçük olan bir sıvıda BATAR. dbuz > dispirto A.Ç

dsıvı = dcisim II. G = FK DURUMU : ( II ) Su+ispirto ( d = 0,9 gf / cm3 ) Buz ( d = 0,9 gf / cm3 ) ( II ) Cismin ağırlığı,yerini değiştirdiği sıvının ağırlığına eşit ise,sıvı cismin ağırlığını dengeler. G = FK olur. Cisim,bırakıldığı yerde dengede kalır. Ya da ; Bir cismin öz ağırlığı kendi öz ağırlığında eşit olan bir sıvı içinde bırakıldığı yerde dengede kalır. dsıvı = dcisim A.Ç

III. G < FK DURUMU : ( III ) Buz ( d = 0,9 gf / cm3 ) Su ( d = 1 gf / cm3 ) ( III ) Cismin ağırlığı yerini değiştirdiği sıvı ağırlığından küçük ise,cisim, FK - G kadar bir kuvvetle yukarı itilir ve sıvı yüzünde bir kısmı batmış halde YÜZER. Ya da ; Bir cismin öz ağırlığı kendi öz ağırlığından büyük olan bir sıvıda YÜZER. dsıvı > dcisim A.Ç

DENEYİN ŞEKLİ I. Batar. II. Dengede kalır. III. Yüzer. İspirto Su Su + ispirto Buz I. Batar. II. Dengede kalır. III. Yüzer. NOT Gemi yapımında öz ağırlığı sıvınınkinden büyük olan maddeler kullanıldığı halde,cismin hacmini büyüterek gemilerin yüzmesi sağlanır. A.Ç

Abdurrahman ÇIĞRIK 2001 - MALATYA A.Ç