ünitenin adı : ya basınç olmasaydı ?
sınıf : ilköğretim 7. sınıf
deney no : 7
deneyin adı : akciğerlerimizdeki havanın da bir basıncı var mı?
deneyin amacı : akciğerlerimizdeki havanın bir basıncı olduğunu anlamak ve ölçmek.
teorik bilgi :
akciğerlerimizde ki havanın da bir basıncı vardır. günlük hayatımızda bunu çok iyi anlayabi-liriz. örneğin bir balona üflediğimiz zaman balonun şiştiğini görürüz. eğer balona daha fazla hava verdiğimizde balonun patlama seviyesine geleceğini biliriz. bunun nedeni, balonun akci-ğerlerimizden gelen havanın basıncına daha fazla dayanamamasıdır. bir başka olarak elimize aldığımız bir pipetle içi su dolu bir kaba üflediğimizde; su içinde kabarcıklar olduğunu görü-rüz. akciğerlerimizden verebileceğimiz havanın basınç değerini ölçmek için bazı yöntemler uygulayabiliriz. bunu aşağıdaki deneyimizde göreceğiz.
deneyin konusu ile ilgili bilimsel kavramlar :
hava basıncı : atmosferdeki gazların bütünüyle yeryüzüne yaptığı basınca hava basıncı denir. buna atmosfer basıncı da denilebilir.
u borusu : iki ucu olan u şeklindeki, basınç ölçmeye yarayan basit bir deney aletine denir.
gaz yapılı madde : maddenin 3. halidir. serbest halde olup her yöne doğru uçuşurlar.
deneyde kullanılan araçlar :
* u borusu
* sıvı yağ
* lastik boru
* klips
deney düzeneği :
deneyin yapılışı :
- u borusunun içini sıvı yağ ile biraz dolduruyoruz. iki uçta da yağ seviyesi 7,5 cm. bu seviyeler her zaman aynıdır. çünkü iki uçtan da giren atmosfer basıncı aynıdır.
- lastik boruyu u borusunun bir ucuna bağlayıp sıkıştırıyoruz.
- birimiz lastik borudan üfleyerek u borusunun içine hava veriyor. böylece diğer uçtaki yağ seviyesi yükselip, üflediğimiz uçtaki yağ seviyesi düşüyor.
- tam bu seviyede lastik boruyu klips ile sıkıştırıp sistemi sabitliyoruz.
- u borusunda oluşan yeni yağ seviyelerini ölçüyoruz.
bir ucu kapalı u borusunda ki havanın basıncı : atmosfer basıncı + (h /13,6 (dciva) ) x dsıvı
yağın yükseldiği uçtaki seviye : h1 = 10,5 cm. yağın alçaldığı uçtaki seviye : h 2 = 4,5 cm.
yağ seviyeleri farkı (h) : h1 – h2 = 10,5 – 4,5 = 6cm. atmosfer (hava) basıncı = 76 cm-hg
yağın yoğunluğu : 0,93 gr/cm3
yağın yaptığı basınç : (6 / 13,6) x 0,93 = 0,34 cm-hg
toplam hava basıncı = 76 + 0,41 =76,41 cm-hg
deney ile ilgili sorular ve cevaplar :
soru 1 : içinde sıvı bulunan bir u borusunda, iki uçtaki sıvı seviyeleri durumu nasıldır?
cevap 1 : iki uçtaki sıvı seviyeleri de aynıdır. çünkü, u borusunun uçları açık olduğu için i-ki uçtan da giren hava basınçları eşittir. buda sıvı seviyelerini eşit hale getirir.
soru 2 : elimizde suyla dolu bir u borusu var. bir zurnacı u borusunun bir ucundan, bir pi-yanistte u borusunun diğer ucundan üfleyecektir. acaba hangi uçtaki su seviyesi da fazladır?
cevap 2 : piyanistin üflediği uçtaki su seviyesi daha yüksektir. çünkü zurnacının akciğerle-rinden verebileceği basınç daha yüksek olacaktır ve su seviyesi piyanist tarafında yükselecek-tir. sonuçta basınç dengesi sağlanmış olur.
soru 3 : bir duvar düşünelim. bu duvarın bir tarafında erzurum havası, diğer tarafında an-talya havası olduğunu varsayalım. içi sıvı dolu bir u borusunun bir ucunu duvarın ortasından bir delikle erzurum tarafına geçirelim. diğer tarafı ise antalya tarafında kalsın. olayı gözlem-lediğimizde hangi tarafta ki sıvı seviyesi yüksek olur.
cevap 3 : erzurum tarafındaki sıvı seviyesi yüksektir. çünkü erzurum coğrafi olarak yüksek bir yerde bulunduğu için, atm basıncı düşüktür. antalya atm basıncı yüksektir.
soru 4 : üç uçlu u borusu şekilleri de vardır. peki bir ucu zikzak, bir ucu çok kalın ve bir u-cuda çok ince olan bir u borusunun içine su koysak; acaba su seviyeleri nasıl olur?
cevap 4 : bulunduğumuz ortamda ki hava basıncı sabit olduğu için, her uçtan girecek olan atmosfer basıncı aynıdır. bu nedenle su seviyeleri, her uçta da aynıdır.
soru 5 : manometre yardımıyla kapalı bir kabın basıncını ölçmekteyiz. manometre içine ön-ce su koyup basınç ölçüyoruz. sonra da cıva koyup basınç ölçüyoruz. hangi ölçümde ki yük-selen sıvı seviyesi fazladır?
cevap 5 : cıvanın yoğunluğu sudan çok fazladır ve dolayısıyla sudan ağırdır. bu nedenle cı-vanın yükselmesi daha az olacaktır.
soru 6 : bir ucu kapalı bir u borusunda, açık uçtaki cıva 1 cm yükselmektedir. buna göre kapalı uçtaki gazın basıncı için ne diyebiliriz?
cevap 6 : açık uçtaki 1 cm cıva yükselmesine karşın, kapalı uçtaki cıva alçalması da 1 cm’dir. yani cıva seviyeleri farkı 2 cm’dir. dış basınca p dersek, u borusundaki gazın basıncı p + 2 cm-hg olur.
soru 7 : bir paket meyve suyunu içtikten sonra pipetle içimize çekmeye devam edersek paket içe doğru kıvrılmaya başlar. bu neden olur?
cevap 7 : meyve suyu bittikten sonra biz içerideki havayı çekmeye başlarız. yani paket için-deki iç basıncı düşürürüz. dış basınç yüksek olacağı için pakete doğru bir etki yapar ve paket içe doğru kıvrılır.
soru 8 : temiz ve pürüzsüz bir kağıdı, su dolu bardağın ağzına iyice kapatalım. elimizle ka-ğıdı tutup, bardağı ters çevirdiğimizde, suyun dökülmediğini görürüz.bunun nedeni nedir?
cevap 8 : bardağı ters çevirdiğimizde aşağıdan yukarı doğru bir hava basıncı oluşur. buda kağıdın düşmesini engeller.
soru 9 : içi su dolu bir bardak içine, içi su dolu bir pipeti daldırıp çıkardığımızda pipetteki su akar, fakat pipetin üst ucunu kaparsak su akmaz. bunun nedeni nedir?
cevap 9 : pipet kapalı olduğu zaman alt uçtan yerçekimine karşı bir hava basıncı oluşur.
soru 10 : nefes aldığımızda diyafram kası kasılır. bunun nedeni nedir?
cevap 10 : nefes aldığımızda akciğerlerimizdeki hava basıncı artar. diyafram kası da akci-ğerlerin şişmesinden dolayı kasılma yapar.
deneyle ilgili eleştiri noktaları :
Ø deneyde cıva bulamadığımız için yağ kullandık. buda, u borusuna yeterince üfleme-mizi engelledi. eğer nefesimizi tamamen u borusuna versek, yağ hafif olduğu için dı-şarı çıkmaya başlayacaktır. bu deney için cıva kullanılmalıdır.
Ø bir başka olarak, kullandığımız u borusu biraz kalın olmalıdır. yani, ince bir u boru-suna akciğerlerimizdeki havanın basıncını ölçecek kadar üfleyemeyiz. çünkü u boru-su ince olduğu için sıvı çabuk yükselecek ve dışarı çıkacaktır.
Ø deneyimizde, aslında akciğerlerimizde ki havanın tamamının basıncını ölçmek iste-dik. cıva ve kalın u borusu kullanmadığımız için bunu yapamadık. sadece bir miktar havanın basıncını ölçtük. bu nedenle deneyin adı u borusu ve hava basıncı olabilirdi.
deneye getirilen yenilikler :
ü deneyde yağ kullandığımız için, kalın u borusu kullanılabilir. bu deneyi kolaylaştırır.
ü deneyde farklı yoğunluklarda sıvılar kullanılabilir.
ü deneyimizde, u borusuna daha az yada daha fazla üfleyerek farklı basınç değerleri bulabiliriz
deney hangi bilimsel ya da teknolojik gelişmelerin temelini oluşturmaktadır?
hava basıncı günümüzde bir çok alanda kullanılır. arabalar, bisikletler, yani lastik te-kerli tüm araçlar lastiklerindeki hava ile yolda seyrederler. uçan balonlar helyum gazının yanmasıyla oluşan basınç ile havalanır. deodorant, sinek ilacı, çakmak, tüp, sprey gibi günlük olarak kullandığımız eşyalar içerlerinde yüksek basınç ihtiva eder ve bir delik yardımıyla içerlerindeki yüksek basınçtan dolayı dışarı doğru hızla çıkma eğilimi gösterirler.
ülkemizde trafik kazaları çok olmaktadır. bunların bir çoğunun sebebi alkollü araba kullanan şoförlerdir. emniyet teşkilatı polisleri, bu tip insanların alkol derecelerini ölçmek i-çin alkolmetre adı verilen bir alet kullanılır. bu alet akciğerlerden gelen hava basıncı yardı-mıyla çalışır.
deneyden üretilebilecek diğer deneyler :
ciğerinizde ne kadar hava var
2,5 lt lik boş kola pet şişesine su doldurup, ağzını parmak ile kapatalım. daha sonra pet şişeyi ters çevirip kabın içine daldıralım. su hiç azalmaz. plastik bir boruyu bir ucunu üfleyecek şe-kilde dışarı da, bir ucunu ise pet şişenin için de kalacak şekilde koyalım. sonra boruya üfleye-lim. borudan gelen hava pet şişenin içine girecek ve bulunduğu alan kadar suyu da dışarı çı-karacaktır.
