🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Isı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkları arasındaki ilişkiler Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Isı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkları arasındaki ilişkiler Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Kütlesi \( 200 \) gram olan saf bir suyun sıcaklığını \( 20^\circ C \) seviyesinden \( 50^\circ C \) seviyesine çıkarmak için verilmesi gereken ısı miktarı kaç kaloridir?
(Suyun öz ısısı: \( c = 1 \) cal/g\( ^\circ C \))
(Suyun öz ısısı: \( c = 1 \) cal/g\( ^\circ C \))
Çözüm:
💡 Bu soruda temel ısı değişim formülünü kullanacağız.
Sonuç olarak, suyun sıcaklığını artırmak için sisteme \( 6000 \) kalori ısı verilmelidir.
- Verilenler:
- Kütle \( m = 200 \) g
- Öz ısı \( c = 1 \) cal/g\( ^\circ C \)
- Sıcaklık değişimi \( \Delta T = 50 - 20 = 30^\circ C \)
Sonuç olarak, suyun sıcaklığını artırmak için sisteme \( 6000 \) kalori ısı verilmelidir.
Örnek 2:
Bir maddenin ısı sığası (kapasitesi) hakkında aşağıdakilerden hangileri doğrudur?
I. Maddenin kütlesine bağlıdır.
II. Maddenin cinsine (öz ısısına) bağlıdır.
III. Maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
I. Maddenin kütlesine bağlıdır.
II. Maddenin cinsine (öz ısısına) bağlıdır.
III. Maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Çözüm:
💡 Isı sığası kavramını analiz edelim.
- Isı Sığası Tanımı: Bir maddenin sıcaklığını \( 1^\circ C \) artırmak için gerekli ısı miktarıdır ve \( C = m \cdot c \) formülü ile hesaplanır.
- I. Öncül: Formülde görüldüğü üzere \( m \) (kütle) arttıkça ısı sığası artar. Bu ifade doğrudur.
- II. Öncül: Formüldeki \( c \) (öz ısı) maddenin cinsine bağlıdır, dolayısıyla ısı sığası da madde cinsine bağlıdır. Bu ifade doğrudur.
- III. Öncül: Isı sığası kütleye bağlı olduğu için (miktara bağlı özellik), maddeler için ayırt edici değildir. Ayırt edici olan sadece öz ısıdır (\( c \)). Bu ifade yanlıştır.
Örnek 3:
Öz ısısı \( 0,5 \) cal/g\( ^\circ C \) olan \( 400 \) gram kütleli bir metal bloğa \( 2000 \) kalori ısı veriliyor. Metal bloğun sıcaklık değişimi (\( \Delta T \)) kaç \( ^\circ C \) olur?
Çözüm:
💡 Verilen ısı miktarından yola çıkarak sıcaklık değişimini bulalım.
- Verilenler:
- Isı \( Q = 2000 \) cal
- Kütle \( m = 400 \) g
- Öz ısı \( c = 0,5 \) cal/g\( ^\circ C \)
Örnek 4:
Aynı ısıtıcı ile ısıtılan \( x \) ve \( y \) saf sıvılarının sıcaklık-zaman grafiği incelendiğinde; \( x \) sıvısının sıcaklığının \( y \) sıvısına göre daha hızlı arttığı gözlemleniyor.
Bu durumun nedenleri;
I. \( x \) sıvısının kütlesinin daha küçük olması,
II. \( x \) sıvısının öz ısısının daha küçük olması,
III. \( x \) sıvısının ısı sığasının daha küçük olması,
ifadelerinden hangileri ile açıklanabilir?
Bu durumun nedenleri;
I. \( x \) sıvısının kütlesinin daha küçük olması,
II. \( x \) sıvısının öz ısısının daha küçük olması,
III. \( x \) sıvısının ısı sığasının daha küçük olması,
ifadelerinden hangileri ile açıklanabilir?
Çözüm:
💡 Sıcaklık değişim hızı ile ısı sığası arasındaki ilişkiyi inceleyelim.
📌 Aynı ısıtıcı ile ısıtılmak, birim zamanda alınan ısı miktarının (\( Q \)) aynı olması demektir.
\[ Q = (m \cdot c) \cdot \Delta T \] Sıcaklığın hızlı artması (\( \Delta T \)'nin büyük olması), ısı sığasının (\( m \cdot c \)) küçük olması anlamına gelir.
📌 Aynı ısıtıcı ile ısıtılmak, birim zamanda alınan ısı miktarının (\( Q \)) aynı olması demektir.
\[ Q = (m \cdot c) \cdot \Delta T \] Sıcaklığın hızlı artması (\( \Delta T \)'nin büyük olması), ısı sığasının (\( m \cdot c \)) küçük olması anlamına gelir.
- I. Öncül: Kütle (\( m \)) küçük olursa ısı sığası küçülür, sıcaklık hızlı artar. Olabilir.
- II. Öncül: Öz ısı (\( c \)) küçük olursa ısı sığası küçülür, sıcaklık hızlı artar. Olabilir.
- III. Öncül: Isı sığası (\( m \cdot c \)) doğrudan küçükse sıcaklık zaten hızlı artar. Olabilir.
Örnek 5:
Deniz kenarında yaşayan insanlar, yaz aylarında gündüz vakti denizden karaya doğru bir esinti (deniz meltemi) hissederler. Bu durumun öz ısı kavramı ile ilişkisini açıklayınız.
Çözüm:
💡 Günlük hayattaki bu olay, suyun ve karanın öz ısı farkından kaynaklanır.
- Karalar: Öz ısısı küçük olan maddelerden (toprak, kaya) oluşur. Bu yüzden güneşten aldıkları ısı ile hızlıca ısınırlar.
- Denizler: Suyun öz ısısı (\( c = 1 \)) karalara göre çok daha büyüktür. Bu yüzden denizler geç ısınır.
- Sonuç: Gündüz karalar daha sıcak, denizler daha serin olur. Sıcak karadaki hava yükselir ve deniz üzerindeki serin hava karaya doğru hareket eder.
Örnek 6:
Isıca yalıtılmış bir kapta bulunan \( 100 \) gram ve \( 20^\circ C \) sıcaklıktaki su ile \( 100 \) gram ve \( 80^\circ C \) sıcaklıktaki su karıştırılıyor. Karışımın denge sıcaklığı kaç \( ^\circ C \) olur? (Isı alışverişi sadece sular arasındadır.)
Çözüm:
💡 Isı alışverişinde alınan ısı verilen ısıya eşittir.
📌 Kural: \( Q_{alınan} = Q_{verilen} \)
Kütleler ve öz ısılar (ikisi de su) aynı olduğu için denge sıcaklığı aritmetik ortalama ile bulunabilir.
📌 Kural: \( Q_{alınan} = Q_{verilen} \)
Kütleler ve öz ısılar (ikisi de su) aynı olduğu için denge sıcaklığı aritmetik ortalama ile bulunabilir.
- Hesaplama:
- \( m_1 = 100 \) g, \( T_1 = 20^\circ C \)
- \( m_2 = 100 \) g, \( T_2 = 80^\circ C \)
Örnek 7:
Bir tencere içindeki \( 1 \) kg suyun sıcaklığını \( 10^\circ C \) artırmak için gereken ısı miktarı \( Q_1 \), aynı tenceredeki \( 2 \) kg suyun sıcaklığını \( 5^\circ C \) artırmak için gereken ısı miktarı \( Q_2 \)'dir. Buna göre \( \frac{Q_1}{Q_2} \) oranı kaçtır?
Çözüm:
💡 Her iki durum için ısı formülünü ayrı ayrı yazalım.
- Birinci Durum (\( Q_1 \)):
- \( Q_1 = 1 \cdot c \cdot 10 = 10c \)
- İkinci Durum (\( Q_2 \)):
- \( Q_2 = 2 \cdot c \cdot 5 = 10c \)
Örnek 8:
Kışın kalorifer peteklerinin içinde hava yerine su kullanılmasının temel fiziksel sebebi nedir?
Çözüm:
💡 Bu durum suyun öz ısısının yüksek olmasıyla ilgilidir.
- Yüksek Öz Isı: Su, diğer birçok maddeye göre çok yüksek bir öz ısıya (\( c = 1 \)) sahiptir.
- Isı Depolama: Öz ısısı büyük olduğu için su, birim kütlede çok fazla ısı enerjisi depolayabilir.
- Yavaş Soğuma: Depoladığı bu ısıyı çevresine verirken sıcaklığı yavaş düşer, yani geç soğur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-isi-oz-isi-isi-sigasi-ve-sicaklik-farklari-arasindaki-iliskiler/sorular