🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Hal değişim sıcaklığında saf maddenin hal değiştirmesi için alınan ya da verilen ısının bağlı olduğu değişiklikler Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Hal değişim sıcaklığında saf maddenin hal değiştirmesi için alınan ya da verilen ısının bağlı olduğu değişiklikler Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Erime sıcaklığında bulunan \( 40 \) gram buzu tamamen eritmek için verilmesi gereken ısı miktarı kaç kaloridir?
(Buzun erime ısısı: \( L_e = 80 \) cal/g)
(Buzun erime ısısı: \( L_e = 80 \) cal/g)
Çözüm:
Hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır ve gerekli ısı miktarı \( Q = m \cdot L \) formülü ile hesaplanır.
- Verilenler:
- Kütle \( m = 40 \) g
- Erime ısısı \( L_e = 80 \) cal/g
- Hesaplama:
- \[ Q = m \cdot L_e \]
- \[ Q = 40 \cdot 80 \]
- \[ Q = 3200 \] cal
Örnek 2:
Kaynama sıcaklığındaki saf bir sıvının \( 10 \) gramını tamamen gaz haline getirmek için \( 5400 \) kalori ısı harcanmaktadır. Bu sıvının buharlaşma ısısı (\( L_b \)) kaç cal/g'dır?
Çözüm:
Hal değişimi formülünü kullanarak bilinmeyen \( L_b \) değerini bulabiliriz:
- Verilenler:
- Isı \( Q = 5400 \) cal
- Kütle \( m = 10 \) g
- İşlem Adımları:
- \( Q = m \cdot L_b \) formülünde değerleri yerine koyalım:
- \[ 5400 = 10 \cdot L_b \]
- Her iki tarafı \( 10 \)'a bölersek:
- \[ L_b = 540 \] cal/g
Örnek 3:
Yaz aylarında yerlere su döküldüğünde ortamın serinlediği fark edilir. Bu olayın fiziksel nedenini hal değişimi kavramlarıyla açıklayınız.
Çözüm:
Bu durum saf maddelerin hal değiştirirken çevreyle ısı alışverişi yapmasıyla ilgilidir:
- 👉 Yerlere dökülen su, sıvı halden gaz haline geçmek (buharlaşmak) ister.
- 👉 Buharlaşma bir hal değişimidir ve bunun için suyun dışarıdan ısı alması gerekir.
- 👉 Su, buharlaşmak için gerekli olan bu ısıyı çevresindeki havadan ve yerden alır.
- 👉 Isı kaybeden ortamın sıcaklığı düşer, bu da bizde serinleme hissi uyandırır.
Örnek 4:
Bir laboratuvar ortamında özdeş ısıtıcılarla ısıtılan K ve L saf katı maddelerinin erime süreçleri inceleniyor. K maddesinin kütlesi L'nin 2 katıdır. Maddeler tamamen eridiğinde K'nın aldığı ısının L'nin aldığı ısıya oranı \( 4 \) olduğuna göre, bu maddelerin erime ısıları oranı \( L_k / L_l \) kaçtır?
Çözüm:
Hal değişimi formülünü her iki madde için oranlayarak sonucu bulalım:
- Değişkenleri Tanımlayalım:
- L'nin kütlesine \( m \) dersek, K'nın kütlesi \( 2 \cdot m \) olur.
- L'nin aldığı ısıya \( Q \) dersek, K'nın aldığı ısı \( 4 \cdot Q \) olur.
- Denklemleri Yazalım:
- K için: \( 4 \cdot Q = 2 \cdot m \cdot L_k \)
- L için: \( Q = m \cdot L_l \)
- Oranlama Yapalım:
- \[ \frac{4 \cdot Q}{Q} = \frac{2 \cdot m \cdot L_k}{m \cdot L_l} \]
- \[ 4 = 2 \cdot \frac{L_k}{L_l} \]
- \[ \frac{L_k}{L_l} = 2 \]
Örnek 5:
Donma sıcaklığındaki \( 100 \) gram sıvı cıva, tamamen donarak katı hale geçtiğinde çevreye kaç Joule ısı verir?
(Cıvanın donma ısısı: \( L_d = 11,5 \) J/g)
(Cıvanın donma ısısı: \( L_d = 11,5 \) J/g)
Çözüm:
Madde sıvı halden katı hale geçerken (donarken) dışarıya ısı verir. Verilen ısı miktarı yine aynı formülle hesaplanır:
- Verilenler:
- \( m = 100 \) g
- \( L_d = 11,5 \) J/g
- Hesaplama:
- \[ Q = m \cdot L_d \]
- \[ Q = 100 \cdot 11,5 \]
- \[ Q = 1150 \] J
Örnek 6:
Kışın çok soğuk havalarda, meyve depolarına büyük su dolu kaplar konulur. Bu uygulama meyvelerin donmasını nasıl engeller?
Çözüm:
Bu uygulama suyun donma sırasındaki ısı verme özelliğinden yararlanır:
- ❄️ Hava sıcaklığı \( 0 \) derecenin altına düştüğünde, depodaki su donmaya başlar.
- 🔥 Su donarken (sıvıdan katıya geçerken) dışarıya donma ısısı verir.
- 🍎 Suyun dışarı verdiği bu ısı, deponun içindeki havanın çok fazla soğumasını engeller ve ortamı bir miktar sıcak tutar.
- ✅ Böylece meyvelerin içindeki su donmadan önce dışarıdaki su donarak ortamı korumuş olur.
Örnek 7:
Erime sıcaklığında bulunan iki farklı saf katı maddeden birincisinin kütlesi \( m \), ikincisinin kütlesi \( 3 \cdot m \)'dir. Birinci maddeye \( Q \) kadar ısı verildiğinde tamamen eriyor. İkinci maddenin tamamen erimesi için \( 2 \cdot Q \) kadar ısı verilmesi gerekiyorsa, maddelerin erime ısıları oranı \( L_1 / L_2 \) kaçtır?
Çözüm:
Her iki madde için hal değişimi bağıntılarını yazıp taraf tarafa bölelim:
- 1. Madde için: \( Q = m \cdot L_1 \)
- 2. Madde için: \( 2 \cdot Q = 3 \cdot m \cdot L_2 \)
- Oranlama:
- \[ \frac{Q}{2 \cdot Q} = \frac{m \cdot L_1}{3 \cdot m \cdot L_2} \]
- \[ \frac{1}{2} = \frac{L_1}{3 \cdot L_2} \]
- İçler dışlar çarpımı yaparsak:
- \[ 3 \cdot L_2 = 2 \cdot L_1 \]
- \[ \frac{L_1}{L_2} = \frac{3}{2} \]
Örnek 8:
Saf bir maddenin hal değiştirmesi için gerekli olan ısı miktarının, maddenin kütlesine bağlı olup olmadığını araştıran bir öğrenci hangi değişkenleri sabit tutmalıdır?
Çözüm:
Bilimsel bir deneyde bir değişkenin (kütle) etkisini gözlemlemek için diğer tüm değişkenler sabit tutulmalıdır:
- 1. Maddenin Cinsi: Aynı tür madde kullanılmalıdır (Örneğin her iki düzenekte de buz olmalı).
- 2. Maddenin Başlangıç Sıcaklığı: Her iki örnek de hal değişim sıcaklığında olmalıdır.
- 3. Dış Basınç: Hal değişim sıcaklığını etkilememesi için ortam basıncı aynı kalmalıdır.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-hal-degisim-sicakliginda-saf-maddenin-hal-degistirmesi-icin-alinan-ya-da-verilen-isinin-bagli-oldugu-degisiklikler/sorular