🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Hal değişimleri ve hal değişim grafikleri Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Hal değişimleri ve hal değişim grafikleri Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir miktar katı buz, sabit ısı veren bir kapta ısıtılmaktadır. Isıtılma süresince buza ait sıcaklık-zaman grafiği aşağıdaki gibidir:
Grafiğe göre, buzun erimesi hangi zaman aralığında gerçekleşmektedir? 💡
Grafiğe göre, buzun erimesi hangi zaman aralığında gerçekleşmektedir? 💡
Çözüm:
- Grafikte, sıcaklığın sabit kaldığı yatay bölümler hal değişimlerini gösterir.
- Katı halden sıvı hale geçiş olan erime süreci, sıcaklığın sabit kaldığı \( T_1 \) ile \( T_2 \) zaman aralığında gerçekleşir.
- Bu aralıkta buz, ısı almasına rağmen sıcaklığı değişmez ve tamamen eriyene kadar bu sıcaklıkta kalır.
- Dolayısıyla, buzun erimesi \( T_1 \) ile \( T_2 \) zaman aralığında gerçekleşir. ✅
Örnek 2:
Kaynamakta olan saf bir suyun sıcaklığı, ısıtılmaya devam edildiği sürece sabit kalır. Bu olayın nedeni nedir? 🤔
Çözüm:
- Saf bir maddenin kaynama süresi boyunca sıcaklığının sabit kalmasının temel nedeni, verilen ısının tamamının hal değişimi için kullanılmasıdır.
- Bu ısı, maddenin taneciklerinin birbirine olan çekim kuvvetlerini yenerek sıvı halden gaz hale geçmesini sağlar.
- Bu enerjiye gizli ısı denir ve maddenin cinsine, miktarına ve dış basınca bağlıdır.
- Bu nedenle, kaynama süresince suyun sıcaklığı değişmez. 💡
Örnek 3:
200 gram su, \( 25^\circ C \) sıcaklıktan \( 75^\circ C \) sıcaklığa ısıtılıyor. Suyun öz ısı kapasitesi \( 4.2 \, J/g \cdot ^\circ C \) olduğuna göre, bu işlem için ne kadar ısı enerjisi gerekir? (Sadece sıcaklık değişimi dikkate alınacaktır, hal değişimi yoktur.) 🌡️
Çözüm:
- Sıcaklık değişimi için gerekli ısı enerjisi \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) formülü ile hesaplanır.
- Burada:
- \( m \) = kütle = 200 g
- \( c \) = öz ısı kapasitesi = \( 4.2 \, J/g \cdot ^\circ C \)
- \( \Delta T \) = sıcaklık değişimi = \( 75^\circ C - 25^\circ C = 50^\circ C \)
- Formülde değerleri yerine koyalım: \[ Q = 200 \, g \cdot 4.2 \, J/g \cdot ^\circ C \cdot 50^\circ C \] \[ Q = 200 \cdot 4.2 \cdot 50 \, J \] \[ Q = 42000 \, J \]
- Yani, bu işlem için 42000 Joule ısı enerjisi gerekir. ✅
Örnek 4:
Bir öğrenci, bir miktar katı haldeki maddeyi ısıtarak hal değişimlerini gözlemliyor. Öğrencinin elde ettiği sıcaklık-zaman grafiği aşağıdaki gibidir:
Grafikte \( T_A \) sıcaklığı maddenin erime noktası, \( T_B \) sıcaklığı ise kaynama noktasıdır. Bu madde için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? 🧐
Grafikte \( T_A \) sıcaklığı maddenin erime noktası, \( T_B \) sıcaklığı ise kaynama noktasıdır. Bu madde için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? 🧐
Çözüm:
- Grafikte \( T_1 \) ile \( T_A \) arasındaki bölgede madde katı haldedir ve sıcaklığı artmaktadır.
- \( T_A \) sıcaklığında erime başlamış ve \( T_2 \) zamanına kadar devam etmiştir. Bu aralıkta madde hem katı hem de sıvı haldedir.
- \( T_A \) ile \( T_B \) arasındaki bölgede madde sıvı haldedir ve sıcaklığı artmaktadır.
- \( T_B \) sıcaklığında kaynama başlamış ve \( T_3 \) zamanına kadar devam etmiştir. Bu aralıkta madde hem sıvı hem de gaz haldedir.
- \( T_3 \) zamanından sonra madde gaz haldedir ve sıcaklığı artmaktadır.
- Dolayısıyla, \( T_1 \) ile \( T_2 \) arasında madde hem katı hem de sıvı haldedir. 📌
Örnek 5:
Kış aylarında pencere camlarının iç yüzeyinde oluşan buğulanma olayı hangi hal değişimi ile ilgilidir? 🏠
Çözüm:
- Pencere camlarının iç yüzeyinde oluşan buğulanma, havadaki su buharının soğuk cam yüzeyle temas ederek sıvı hale geçmesi olayıdır.
- Bu olaya yoğunlaşma (veya gazdan sıvıya geçiş) adı verilir.
- Kışın, içerideki sıcak ve nemli hava, soğuk cam yüzeye temas ettiğinde su buharı enerjisini kaybederek sıvı su damlacıklarına dönüşür ve camda buğulanmaya neden olur.
- Yani, bu olay yoğunlaşma hal değişimi ile ilgilidir. 💧
Örnek 6:
Bir madde, ısı verildiğinde önce eriyor, sonra kaynıyor. Bu madde için çizilecek sıcaklık-zaman grafiğinde, erime ve kaynama süreçleri nasıl gösterilir? 📈
Çözüm:
- Sıcaklık-zaman grafiğinde, hal değişimleri yatay çizgiler ile gösterilir.
- Madde ısıtıldıkça sıcaklığı artar ve belirli bir sıcaklıkta erimeye başlar. Erime süresince sıcaklık sabit kalır. Bu durum, grafikte yatay bir çizgi ile temsil edilir.
- Erime tamamlandıktan sonra madde tekrar ısıtıldıkça sıcaklığı artar ve belirli bir sıcaklıkta kaynamaya başlar. Kaynama süresince de sıcaklık sabit kalır. Bu durum da grafikte ikinci bir yatay çizgi ile temsil edilir.
- Dolayısıyla, erime ve kaynama süreçleri, sıcaklığın sabit kaldığı iki ayrı yatay bölüm olarak grafikte gösterilir. ↔️
Örnek 7:
Kuru buz (katı karbondioksit), oda sıcaklığında katı halden doğrudan gaz hale geçer. Bu olaya ne ad verilir ve günlük hayatta nerede kullanılır? 🚀
Çözüm:
- Katı halden doğrudan gaz hale geçme olayına süblimleşme (veya diğer adıyla buharlaşma) denir.
- Kuru buzun süblimleşmesi, çevresini soğutmak için kullanılır.
- Günlük hayatta en sık görülen kullanım alanlarından biri, gösteri sanatlarında sis efekti oluşturmaktır.
- Ayrıca, gıda maddelerinin taşınması ve soğuk tutulması için de kullanılır, çünkü süblimleşirken çevresinden ısı alır ve ortamı soğutur.
- Bu olay süblimleşme olarak adlandırılır. 💨
Örnek 8:
100 gram suyun tamamının buharlaşması için \( 2260 \, J/g \) buharlaşma ısısı gerekmektedir. Eğer su \( 100^\circ C \) sıcaklıkta kaynıyorsa ve buharlaşma ısısı bu sıcaklıkta geçerliyse, 100 gram suyun tamamını buharlaştırmak için kaç Joule ısı enerjisi gerekir? ♨️
Çözüm:
- Bu soruda, suyun sadece hal değişimi (buharlaşma) dikkate alınmaktadır.
- Buharlaşma için gerekli ısı enerjisi \( Q = m \cdot L_v \) formülü ile hesaplanır.
- Burada:
- \( m \) = suyun kütlesi = 100 g
- \( L_v \) = buharlaşma ısısı = \( 2260 \, J/g \)
- Formülde değerleri yerine koyalım: \[ Q = 100 \, g \cdot 2260 \, J/g \] \[ Q = 226000 \, J \]
- Yani, 100 gram suyun tamamını buharlaştırmak için 226000 Joule ısı enerjisi gerekir. ✅
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-hal-degisimleri-ve-hal-degisim-grafikleri/sorular