Basınç (P)

Birim yüzeye dik etkiyen kuvvete basınç denir. Kuvvet arttıkça basınç artar, yüzey alanı arttıkça basınç azalır. Başka bir ifadeyle basınç; kuvvet ile doğru, yüzey alanı ile ters orantılıdır.

Basınç Kuvveti (F)

Basınca sebep olan kuvvete ya da tüm yüzeye dik olarak uygulanan toplam kuvvete basınç kuvveti denir.

P=F/S

formülünde F basınç kuvvetidir.

Durgun Sıvıların Basıncı

Sıvılar da ağırlıklarından dolayı basınç uygularlar.

P=h.d.g

Durgun sıvıların basıncı, derinliğe, sıvının özkütlesine ve yerçekimi ivmesine bağlıdır. Sıvının miktarına bağlı değildir. Sıvı basınç kuvveti
ise yüzeyin derinliği, sıvının özkütlesi, yerçekimi ivmesi ve yüzey alanı ile doğru orantılıdır.

F=P.S=h.d.g.S
Basıncın değiştiği yan yüzeylerde ortalama basınç, yüzeyin orta noktasındaki basınçtır.

Pascal Prensibi

Sıvılar üzerine etki eden basıncı değiştirmeden her yöne iletir. Bunun sebebi, sıvıların sıkılaştırılması ve akışkan olmasıdır. Bu ifade Pascal Prensibi olarak bilinir.

Şekildeki kapta bulunan birbirine karışmayan sıvıların kabın K noktasına uyguladıkları basınç Pascal Prensibi’nden yararlanılarak bulunur. Buna göre,

Bileşik Kaplar

Kapların ince bir boru ile birleştirilmesiyle oluşan bileşik kaplarda aynı sıvının aynı seviyelerinde basınçlar eşittir.

Şekildeki su cenderesinde aynı seviyede olan pistonlarda basınçlar birbirine eşittir.

GAZLARDA VE AKIŞKANLARDA BASINÇ

Gazlar da sıvılar gibi temas ettikleri yüzeye basınç uygular. Bu nedenle açık havalarda bulunan cisimlerin tüm yüzeylerine basınç etki eder.

Açık Hava Basıncı (Toriçelli Deneyi)

Toriçelli, deniz seviyesinde normal şartlarda uzun bir boruyu tamamen cıva ile doldurduktan sonra ters çevirerek cıva dolu bir kaba batırdığında borudaki cıvanın şekildeki gibi dengede kaldığını gözlemlemiştir.

Bileşik kap bilgimize göre K ve L noktalarındaki basınçlar eşit olacağından K noktasındaki basınç yani açık hava basıncı (Po) 76 cm cıva basıncına eşit olur. Toriçelli kurduğu bu düzenekle atmosfer basıncını ölçen ilk kişidir. 76 cm Hg olarak ölçülen atmosfer basıncı, 1 atmosfer
olarak birimlendirilir. Bu durumda,

1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg
yazılabilir.

Açık hava basıncını ölçen düzeneklere barometre denir.
Atmosfer basıncı deniz düzeyinden yükseklere çıktıkça azalır. Deniz seviyesinde açık hava basıncı 760 mmHg iken 5000 m yükseklikte
405 mmHg’dır. Açık hava basıncını ölçerek deniz seviyesinden yüksekliğe çeviren aletlere altimetre denilmektedir. Bir noktanın su yüzeyinden derinliğini ölçmek için kullanılan araçlara da batimetre denir.

Kapalı Kaplardaki Gaz Basıncı

Açık havanın basıncı olduğu gibi kapalı kaplardaki gazların da basınçları vardır. Bu basınç gazın ağırlığından ve gaz taneciklerinin hareketinden kaynaklanır. Kapalı kaplardaki gazların ağırlıkları ihmal edilebilecek kadar küçük olduğundan kapalı kaplardaki gazların basıncının yalnız gaz taneciklerinin hareketinden kaynaklandığı kabul edilir. Bunun sonucu olarak gaz basıncı kabın her noktasında eşittir.

Şekildeki kabın K, L, M noktalarındaki gaz basınçları P_K, P_L, P_M ise
P_{K =} P_{L =} P_M
dir. Kapalı kaplardaki gazların basıncı manometre ile ölçülür.

Kapalı kaplardaki gazların sıcaklıkları değiştirilmeden yalnız hacimleri değiştirilirse basınçları da değişir. Gazların basınçları hacimleri ile ters orantılıdır. Boyle-Mariotte Yasası adı verilen bu yasa,

P₁.V₁ = P₂ . V₂ 
olarak yazılabilir. Şekildeki eşit bölmeli kaptaki gazın I durumundaki basıncı P iken II durumundaki basıncı 2P olur.

  Akışkanların Basıncı

Akışkanlar sıvı ve gazlardır. Bir yüzeyle temas hâlindeki akışkanın hızı arttıkça, akışkanın yüzeye uyguladığı basınç azalır. Bu ifade Bernoulli İlkesi olarak bilinir.

Devamlılık Prensibine göre, akışkanların kesit alanı azaldığında hızları artar. Hızın arttığı yerde de akışkanın basıncı düşer.

Akışkanlar ile ilgili ilkelerden en önemlisi akışkanların basıncın büyük olduğu yerden küçük olduğu yere doğru akmasıdır.

Basıncın Hâl Değişimine Etkileri

Kaynama, bir sıvının iç basıncının dış basıncına eşit olması durumunda içten buharlaşmasına denir. Dış basıncın azalması kaynamayı kolaylaştırır ve kaynama noktası düşer.

Erirken hacmi artan maddeler için basıncın artması erimeyi zorlaştırır. Bu durumda erime sıcaklığı artar.

Erirken hacmi azalan maddelerde ise basıncın artması erimeyi kolaylaştırır. Bu durumda erime noktası düşer.

Çözümlü Örnek Test Soruları

Basınç, bir yüzeye uygulanan kuvvetin o yüzeyin birim alanına düşen miktarıdır. Katı cisimlerde, sıvılarda ve gazlarda basınç farklı şekillerde hesaplanır. Katılarda yüzeye uygulanan kuvvetin büyüklüğü ve alan, sıvılarda ise sıvı yüksekliği ve yoğunluk basıncı belirler.

1. Basınç nasıl tanımlanır?

A) Kuvvetin kütleye oranıdır
B) Kuvvetin hıza oranıdır
C) Kuvvetin birim alana düşen miktarıdır
D) Kuvvetin zamanla çarpımıdır

Çözüm: Basınç, birim alana uygulanan kuvvetin büyüklüğüdür. Basınç formülü P = F / A ile hesaplanır.
Doğru cevap C şıkkıdır.

2. Aşağıdakilerden hangisi bir katı cisimde basıncı artırır?

A) Kuvveti artırmak ve alanı artırmak
B) Kuvveti azaltmak ve alanı artırmak
C) Kuvveti artırmak ve alanı azaltmak
D) Kuvveti azaltmak ve alanı azaltmak

Çözüm: Katılarda basıncı artırmak için kuvvet artırılmalı ve yüzey alanı azaltılmalıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.

3. 500 N’luk bir kuvvet, 5 m²’lik bir yüzeye etki ediyorsa yüzeye uygulanan basınç kaç pascaldır (Pa)?

A) 50 Pa
B) 100 Pa
C) 500 Pa
D) 1000 Pa

Çözüm: Basınç formülü P = F / A’dır. Kuvvet 500 N ve alan 5 m² olduğuna göre:
P = 500 / 5 = 100 Pa.
Doğru cevap B şıkkıdır.

4. 2 m²’lik bir yüzeye 300 N’lik bir kuvvet uygulanıyorsa, yüzeye uygulanan basınç kaç pascaldır (Pa)?

A) 150 Pa
B) 300 Pa
C) 600 Pa
D) 900 Pa

Çözüm: Basınç formülü P = F / A’dır. Kuvvet 300 N ve alan 2 m² olduğuna göre:
P = 300 / 2 = 150 Pa.
Doğru cevap A şıkkıdır.

5. Bir sıvının tabanına uyguladığı basınç, aşağıdakilerden hangisine bağlıdır?

A) Sıvının yüksekliği ve yoğunluğuna
B) Sıvının sıcaklığına
C) Kabın şekline
D) Sıvının rengine

Çözüm: Bir sıvının tabanına uyguladığı basınç, sıvının yüksekliği ve yoğunluğuna bağlıdır. Basınç formülü P = hρg’dir.
Doğru cevap A şıkkıdır.

6. Derinliği 5 metre olan bir suyun içinde, suyun dibindeki basınç kaç pascaldır? (Suyun yoğunluğu 1000 kg/m³ ve g = 10 m/s²)

A) 10000 Pa
B) 20000 Pa
C) 30000 Pa
D) 50000 Pa

Çözüm: Basınç formülü P = hρg’dir. h = 5 m, ρ = 1000 kg/m³ ve g = 10 m/s² olduğuna göre:
P = 5 x 1000 x 10 = 50000 Pa.
Doğru cevap D şıkkıdır.

7. Gazların basıncı ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Gazların basıncı yalnızca sıcaklığa bağlıdır
B) Gazların basıncı yalnızca hacme bağlıdır
C) Gazların basıncı sıcaklık, hacim ve moleküllerin çarpışma sıklığına bağlıdır
D) Gazların basıncı her zaman sabittir

Çözüm: Gazların basıncı sıcaklık, hacim ve gaz moleküllerinin çarpışma sıklığına bağlıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.

Katılarda Basınç konusuna gitmek için tıklayın.