Uluslararası Uzay İstasyonu'nda (yerçekimsiz ortamda) görev yapan bir astronot, bir miktar suyu havaya bıraktığında suyun mükemmel bir küre oluşturduğunu görüyor. Bu su küresine kuru bir havlu yaklaştırıldığında suyun hızla havluya emildiği, su geçirmez (hidrofobik) bir kumaş dokundurulduğunda ise şeklinin bozulmadan kumaştan sekerek uzaklaştığı gözleniyor. Bu uzay deneyiyle ilgili hangi bilimsel çıkarım yanlıştır?
- A) Yerçekiminin olmadığı ortamda suyun küresel şekil almasını sağlayan temel etken kohezyon kuvvetidir.
- B) Kuru havlu ile su molekülleri arasındaki adezyon kuvveti, suyun kendi kohezyon kuvvetinden daha güçlüdür.
- C) Hidrofobik kumaşın su ile etkileşimi (adezyon), suyun kendi kohezyon kuvvetinden çok daha zayıftır.
- D) Bu gözlem, adezyon ve kohezyon kuvvetlerinin sadece yerçekimli ortamlarda etkin olduğunu kanıtlar.
- E) Kılcallık etkisi yerçekimsiz ortamda da sıvıların gözenekli yapılarda ilerlemesini sağlayabilir.
Fizikçi Lord Rayleigh, temiz su yüzeyine bir damla zeytinyağı damlatmış ve yağın su yüzeyinde dairesel bir tabaka halinde hızla yayıldığını gözlemlemiştir. Yağın su üstünde sonsuza kadar yayılmayıp tek molekül kalınlığında bir monotabaka oluşturduktan sonra durmasının nedeni adezyon ve kohezyon dengesiyle nasıl açıklanır?
- A) Yağ moleküllerinin kendi aralarındaki kohezyon kuvveti, su ile olan adezyon kuvvetinden tamamen bağımsızdır.
- B) Yağın hidrofilik uçlarının su ile yaptığı güçlü adezyon yayılmayı sağlarken, hidrofobik uçların kendi kohezyon sınırı yayılmayı dengeler.
- C) Su ile yağ arasındaki adezyon kuvveti sıfır olduğundan yağ suyun üzerinde küresel damlacıklar halinde kalmıştır.
- D) Zeytinyağı suyun yüzey gerilimini artırarak su moleküllerinin yağı tamamen içine çekmesine yol açmıştır.
- E) Suyun kohezyon kuvveti yağın adezyon kuvvetinden küçük olduğu için yağ suyun dibine doğru çökmüştür.
Temiz bir cam tüpe konulan suyun menisküsü (bükülme eğrisi) içbükey iken, teflon (politetrafloroetilen) bir tüpe konulan aynı suyun menisküsünün neredeyse düz olduğu gözlemleniyor. Bu farklılığın nedeni aşağıdakilerden hangisinde doğru analiz edilmiştir?
- A) Teflon tüpün su molekülleriyle yaptığı kimyasal bağların su-su bağlarından çok daha güçlü olması
- B) Camın polar yapısından dolayı su ile olan adezyonunun, apolar teflon ile olan adezyonuna göre daha güçlü olması
- C) Suyun teflon tüp içinde kendi kohezyon gücünü tamamen kaybederek dağılması
- D) Cam tüpün su moleküllerindeki hidrojen bağlarını kopararak suyun yapısını bozması
- E) Teflonun su moleküllerini çekerek tüpün çeperine doğru hızla tırmandırması
Aşağıdaki hazır veri setinde oda sıcaklığındaki X, Y ve Z sıvılarının bazı fiziksel özellikleri verilmiştir: Özellik / SıvıX SıvısıY SıvısıZ Sıvısı Kaynama Noktası (°C)1007836 Yüzey Gerilimi (mN/m)72,822,315,5 Bu verilere göre, bu sıvıların kılcal cam borudaki yükselme miktarları ve özellikleri hakkında yapılan hangi çıkarım doğrudur?
- A) Tanecikler arası çekim gücü en fazla olan X sıvısının kılcal cam boruda en yüksek seviyeye ulaşması beklenir.
- B) Z sıvısının moleküller arası kohezyon kuvveti en büyük olduğundan yüzey gerilimi en düşüktür.
- C) Y sıvısı, X sıvısına göre cam yüzeyini daha az ıslatır çünkü kaynama noktası daha düşüktür.
- D) X, Y ve Z sıvılarının molekülleri arasındaki etkileşim türleri ve güçleri tamamen aynıdır.
- E) Sıvıların yüzey gerilimi azaldıkça kılcal borularda yükselme eğilimleri sürekli olarak artar.
Bir su bardağının üzerine dikkatlice yerleştirilen metal ataşın su yüzeyinde batmadan durduğu gözleniyor. Bardaktaki suya bir damla sıvı sabun eklendiğinde ise ataş hemen dibe çöküyor. Bu durum bilimsel olarak nasıl açıklanır?
- A) Sabun molekülleri suyun yoğunluğunu artırarak ataşın kaldırma kuvvetini azaltmıştır.
- B) Sabun suyun kohezyon kuvvetini artırarak yüzey gerilimini daha da yükseltmiştir.
- C) Sabun molekülleri su molekülleri arasına girerek kohezyon kuvvetini azaltmış ve yüzey gerilimini düşürmüştür.
- D) Sabun suyun camla olan adezyon kuvvetini artırarak kılcallık etkisini bozmuştur.
- E) Sabunun eklenmesiyle su molekülleri tamamen iyonlaşmış ve ataşla kimyasal bağ kurmuştur.
Aynı sıcaklıktaki saf suya batırılan farklı kesit alanlarına sahip cam kılcal tüplerdeki su seviyeleri görselde verilmiştir. Bu gözlemden yola çıkarak kılcallık etkisi ve boru çapı arasındaki ilişki ile ilgili hangi çıkarım yapılabilir?
- A) Boru çapı arttıkça adezyon kuvveti kohezyon kuvvetini geçer ve sıvı daha çok yükselir.
- B) Sıvının cinsi değişmedikçe boru çapının kılcallık etkisi üzerinde hiçbir rolü yoktur.
- C) Boru çapı arttıkça kılcal yükselme miktarı azalır çünkü yerçekimine karşı koyan net adezyon kuvveti payı azalır.
- D) Kılcal tüpün kesit alanı arttıkça sıvının içbükeyliği dışbükeyliğe dönüşür.
- E) Kılcallık etkisi sadece sıvıların kohezyon kuvvetine bağlı olup boru çapıyla ters orantılıdır.
Yeni cilalanmış bir otomobil kaportasına yağan yağmur damlaları küresel boncuklar halinde kalırken, cilası aşınmış kirli bir kaportada suyun yayılarak yüzeyi ıslattığı görülür. Bu durumun nedeni aşağıdakilerden hangisinde en doğru şekilde açıklanmıştır?
- A) Temiz yüzeylerde su moleküllerinin adezyon kuvveti, kohezyon kuvvetinden daha büyüktür.
- B) Cila, su ile kaporta arasındaki adezyon kuvvetini azaltarak suyun kendi kohezyon kuvvetiyle küresel kalmasını sağlar.
- C) Kirli kaportada su molekülleri arasındaki kohezyon kuvveti aniden artar.
- D) Cila tabakası suyun yüzey gerilimini artırarak kılcallık etkisini yok eder.
- E) Kirli yüzeylerde su moleküllerinin birbiriyle yaptığı hidrojen bağları tamamen kopar.
Metrelerce yükseklikteki sekoya ağaçları, topraktan aldıkları suyu ve mineralleri hiçbir pompa mekanizması olmadan en uçtaki yapraklarına kadar taşırlar. Bu yaşamsal sürecin kesintisiz gerçekleşmesinde suyun hangi fiziksel özellikleri birlikte rol oynar?
- A) Sadece suyun yüksek buharlaşma ısısı ve viskozitesi
- B) Suyun yüksek yoğunluğu ve cıva gibi dışbükey menisküs oluşturması
- C) Ağaç damarlarındaki yüksek basınç ve su moleküllerinin birbirini itmesi
- D) Sadece yerçekimi kuvveti ve kılcal damarların genleşmesi
- E) Suyun borulara tutunmasını sağlayan adezyon ve moleküllerin birbirini çekmesini sağlayan kohezyon kuvvetleri
Aşağıdaki tabloda oda sıcaklığında bulunan üç farklı saf sıvının yüzey gerilim değerleri verilmiştir: SıvıYüzey Gerilimi (mN/m) Su72,8 Gliserin64,0 Etanol22,4 Bu verilere göre, sıvıların moleküller arası çekim (kohezyon) kuvvetlerinin büyüklük sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Su > Gliserin > Etanol
- B) Etanol > Gliserin > Su
- C) Gliserin > Su > Etanol
- D) Su > Etanol > Gliserin
- E) Etanol > Su > Gliserin
Bir laboratuvarda özdeş cam tüplere sırasıyla su ve cıva sıvıları dolduruluyor. Suyun cam yüzeyinde aşağı doğru büküldüğü (içbükey), cıvanın ise yukarı doğru büküldüğü (dışbükey) gözlemleniyor. Bu gözlemden yola çıkarak sıvılar hakkında hangi sonuca ulaşılabilir?
- A) Cıva molekülleri arasındaki çekim kuvveti, su moleküllerininkinden daha zayıftır.
- B) Suyun cam tüpe uyguladığı adezyon kuvveti, kendi molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetinden küçüktür.
- C) Suyun cam tüple etkileşimi (adezyon), cıvanın cam tüple etkileşiminden daha güçlüdür.
- D) Cıva atomları arasındaki kohezyon kuvveti, suyun kohezyon kuvvetinden daha düşüktür.
- E) Her iki sıvının da cam tüp yüzeyini ıslatma eğilimleri tamamen aynıdır.
Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.
