💡 5. Sınıf Fen Bilimleri: Sıcaklığı farklı sıvıların karıştırılması sonucunda ısı alışverişi Çözümlü Örnekler
5. Sınıf Fen Bilimleri: Sıcaklığı farklı sıvıların karıştırılması sonucunda ısı alışverişi Çözümlü Örnekler
Sıcaklığı \( 70^\circ \)C olan bir bardak sıcak çay ile sıcaklığı \( 10^\circ \)C olan bir miktar soğuk su aynı kapta karıştırılıyor.
Bu durumda ısı akışının yönü hangi maddeden hangisine doğru olur? Nedenini açıklayınız. ☕💧
- Isı alışverişinde temel kural, ısının her zaman sıcaklığı yüksek olan maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye doğru akmasıdır.
- Bu örnekte çayın sıcaklığı \( 70^\circ \)C, suyun sıcaklığı ise \( 10^\circ \)C'dir.
- Dolayısıyla ısı akışı; Sıcak Çaydan \(\rightarrow\) Soğuk Suya doğru gerçekleşir.
- ✅ Sonuç: Isı veren madde çay (sıcaklığı azalır), ısı alan madde ise sudur (sıcaklığı artar).
Bir öğrenci, sıcaklıkları farklı iki sıvıyı karıştırdığında ısı alışverişinin bir süre sonra durduğunu gözlemliyor.
Isı alışverişinin durduğu andaki durum ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir? 🤔
- Isı alışverişi, maddeler arasında sıcaklık farkı olduğu sürece devam eder.
- Maddelerin sıcaklıkları birbirine eşitlendiğinde ısı alışverişi durur.
- Bu duruma "denge sıcaklığı" adı verilir.
- ✅ Önemli Bilgi: Isı alışverişi bittiğinde, karışımdaki tüm maddelerin son sıcaklıkları birbirine eşittir.
Annesi, banyo yapması için Ali'ye bir kova su hazırlıyor. Kovadaki suyun sıcaklığı \( 60^\circ \)C'dir. Ali suyun çok sıcak olduğunu söyleyince annesi kovaya bir miktar \( 20^\circ \)C sıcaklığında soğuk su ekliyor. 🛁
Karışımın son sıcaklığı aşağıdakilerden hangisi olamaz?
A) \( 25^\circ \)C
B) \( 40^\circ \)C
C) \( 55^\circ \)C
D) \( 65^\circ \)C
- Farklı sıcaklıktaki iki sıvı karıştırıldığında, oluşan karışımın son sıcaklığı mutlaka bu iki sıcaklık değerinin arasında bir değer almalıdır.
- Sıcaklık değerlerimiz: \( 20^\circ \)C ve \( 60^\circ \)C.
- Son sıcaklık (x) şu aralıkta olmalıdır: \( 20 < x < 60 \).
- A, B ve C seçenekleri bu aralıktadır.
- Ancak \( 65^\circ \)C değeri, en sıcak maddeden bile daha yüksektir. Dışarıdan ısıtılmadığı sürece sıcaklık bu değere çıkamaz.
- ✅ Cevap: D seçeneği (\( 65^\circ \)C) olamaz.
Aşağıdaki kaplarda bulunan suların kütleleri eşittir:
1. Kap: \( 30^\circ \)C su
2. Kap: \( 30^\circ \)C su
Bu iki kaptaki su birbirine karıştırılırsa maddeler arasında ısı alışverişi gerçekleşir mi? Neden? 🌡️
- Isı alışverişinin gerçekleşebilmesi için tek ve en önemli şart, maddelerin ilk sıcaklıklarının farklı olmasıdır.
- Bu örnekte her iki kabın sıcaklığı da \( 30^\circ \)C'dir.
- Sıcaklıklar birbirine eşit olduğu için maddeler arasında ısı alışverişi gerçekleşmez.
- ✅ Not: Maddelerin miktarlarının (kütlelerinin) aynı veya farklı olması, sıcaklıklar eşitse ısı alışverişini başlatmaz.
Özdeş iki kaba, aynı miktarda ancak farklı sıcaklıklarda sular konuluyor.
K kabı: \( 80^\circ \)C
L kabı: \( 20^\circ \)C
Bu iki su boş bir kapta karıştırıldığında, karışımın denge sıcaklığı kaç \( ^\circ \)C olur? (Isı kaybı ihmal edilmektedir.) 📊
- Eğer karıştırılan sıvılar aynı cins (ikisi de su) ve eşit miktarda ise, denge sıcaklığı bu iki sıcaklığın tam ortalaması olur.
- Matematiksel olarak hesaplayalım:
- Toplam Sıcaklık = \( 80 + 20 = 100 \)
- Denge Sıcaklığı = \( 100 \div 2 = 50 \)
- ✅ Sonuç: Karışımın son sıcaklığı \( 50^\circ \)C olur. Isı veren K kabı \( 30^\circ \)C soğumuş, ısı alan L kabı \( 30^\circ \)C ısınmıştır.
Kışın dışarıda kalan metal bir banka oturduğumuzda üşürüz. Ancak aynı ortamdaki ahşap bir banka oturduğumuzda o kadar çok üşümeyiz. ❄️🪑
Bunun sebebi aşağıdakilerden hangisi ile açıklanabilir?
A) Metalin sıcaklığının daha düşük olması
B) Metalin ısıyı ahşaptan daha hızlı iletmesi
C) Ahşabın ısı vermesi
- Aynı ortamda uzun süre bekleyen tüm cisimlerin (metal veya ahşap) sıcaklıkları aslında birbirine eşittir.
- Metale dokunduğumuzda vücudumuzdan metale doğru çok hızlı bir ısı akışı gerçekleşir.
- Metal, ısıyı ahşaba göre çok daha iyi ve hızlı iletir.
- Vücudumuz hızla ısı kaybettiği için biz metali "daha soğukmuş" gibi hissederiz.
- ✅ Doğru Cevap: B seçeneği. Bu durum ısı iletim hızıyla ilgilidir.
Sıcaklıkları farklı K, L ve M sıvıları birbirine temas ettiriliyor. Isı akış yönleri şu şekildedir:
- K'den L'ye doğru ısı akıyor.
- M'den K'ye doğru ısı akıyor.
Buna göre K, L ve M sıvılarının başlangıç sıcaklıklarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız. 🔍
- Isı akış yönü her zaman Sıcak \(\rightarrow\) Soğuk şeklindedir.
- M'den K'ye ısı akıyorsa: M > K (M, K'den daha sıcaktır).
- K'den L'ye ısı akıyorsa: K > L (K, L'den daha sıcaktır).
- Bu iki bilgiyi birleştirdiğimizde sıralama ortaya çıkar.
- ✅ Sıralama: M > K > L
Bir deneyde, \( 90^\circ \)C sıcaklığındaki bir metal bilye, içinde \( 20^\circ \)C su bulunan bir kaba bırakılıyor. Bir süre beklendikten sonra suyun sıcaklığı ölçülüyor. 🏀💧
Ölçülen bu sıcaklık değeri aşağıdakilerden hangisi olabilir?
A) \( 15^\circ \)C
B) \( 20^\circ \)C
C) \( 45^\circ \)C
D) \( 95^\circ \)C
- Metal bilye (\( 90^\circ \)C) suya (\( 20^\circ \)C) ısı verir.
- Bu süreçte bilyenin sıcaklığı azalır, suyun sıcaklığı ise artar.
- Denge sıcaklığı mutlaka \( 20^\circ \)C ile \( 90^\circ \)C arasında bir değer olmalıdır.
- A seçeneği (\( 15^\circ \)C) alt sınırın dışındadır.
- B seçeneği (\( 20^\circ \)C) suyun ilk sıcaklığıdır, ısı aldığı için artması gerekir.
- D seçeneği (\( 95^\circ \)C) üst sınırın dışındadır.
- C seçeneği (\( 45^\circ \)C) bu iki değer arasındadır ve mümkün olan tek seçenektir.
- ✅ Cevap: C seçeneği.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/5-sinif-fen-bilimleri-sicakligi-farkli-sivilarin-karistirilmasi-sonucunda-isi-alisverisi/sorular