🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Isı sıcaklık hal değişimi Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Isı sıcaklık hal değişimi Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir demir çubuğun sıcaklığı 20°C'den 70°C'ye çıkarılıyor. Çubuğun sıcaklık değişimi kaç °C'dir? 🌡️
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için sıcaklık değişimi formülünü kullanacağız.
- Sıcaklık değişimi, son sıcaklık ile ilk sıcaklık arasındaki farktır.
- Formül: \( \Delta T = T_{son} - T_{ilk} \)
- Verilenler: \( T_{ilk} = 20^\circ \text{C} \), \( T_{son} = 70^\circ \text{C} \)
- Hesaplama: \( \Delta T = 70^\circ \text{C} - 20^\circ \text{C} = 50^\circ \text{C} \)
Örnek 2:
100 gram suyun sıcaklığını 20°C'den 50°C'ye çıkarmak için ne kadar ısı enerjisi gerekir? (Suyun öz ısısı \( c = 4.2 \, \text{J/g}^\circ\text{C} \) ) 🔥
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için ısı enerjisi formülünü kullanacağız.
- Gerekli ısı enerjisi, kütle, öz ısı ve sıcaklık değişimi ile doğru orantılıdır.
- Formül: \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \)
- Verilenler: \( m = 100 \, \text{g} \), \( c = 4.2 \, \text{J/g}^\circ\text{C} \), \( \Delta T = 50^\circ \text{C} - 20^\circ \text{C} = 30^\circ \text{C} \)
- Hesaplama: \( Q = 100 \, \text{g} \cdot 4.2 \, \text{J/g}^\circ\text{C} \cdot 30^\circ \text{C} = 12600 \, \text{J} \)
Örnek 3:
Kışın pencere kenarında duran bardaktaki suyun zamanla soğumasının temel nedeni nedir? 🥶
Çözüm:
Bu durum, ısı transferi prensipleriyle açıklanır.
- Isı İletimi: Bardaktaki su, daha soğuk olan cam yüzey ile temas halindedir. Isı, sıcak olan cisimden (su) soğuk olan cisme (cam) doğru iletilir.
- Isı Yayılımı: Cam yüzey, dışarıdaki soğuk havayla temas halindedir. Isı, camdan havaya doğru yayılır.
- Isı Taşınımı: Bardaktaki suyun yüzeyindeki moleküller de ısı kaybederek soğur ve bu soğukluk suya yayılır.
Örnek 4:
Buzdolabından çıkarılan bir şişe suyun dış yüzeyinde oluşan buğulanmanın sebebi nedir? 💧
Çözüm:
Bu durum, yoğuşma olayıdır ve şu şekilde gerçekleşir:
- Sıcaklık Farkı: Şişenin dış yüzeyi, buzdolabından çıktığı için çevresindeki havadan daha soğuktur.
- Havadaki Su Buharı: Hava, içinde görünmez halde su buharı (nem) bulundurur.
- Yoğuşma: Soğuk şişe yüzeyine temas eden hava, içindeki su buharını soğutur. Soğuyan su buharı, gaz halinden sıvı hale geçerek su damlacıklarına dönüşür ve şişenin dış yüzeyinde buğulanmaya neden olur.
Örnek 5:
Bir öğrenci, özdeş ısıtıcılara sahip üç farklı maddeyi (A, B, C) eşit süre ısıtıyor. Maddelerin sıcaklık artışları grafikte verilmiştir. Hangi maddenin öz ısısı en küçüktür? 📈
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için öz ısı kavramını ve ısı transferini anlamamız gerekiyor.
- Öz Isı: Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1°C artırmak için gereken ısı miktarıdır.
- Isı Miktarı: Özdeş ısıtıcılar kullanıldığı için, eşit süre ısıtılan maddelere eşit miktarda ısı enerjisi (Q) verilmiştir.
- Sıcaklık Artışı: Maddelerin sıcaklık artışları \( \Delta T \) ile gösterilir.
- Formül: \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \)
- Analiz: Maddelere eşit ısı verildiğinde (Q sabit), sıcaklık artışı \( \Delta T \) ne kadar büyükse, öz ısı \( c \) o kadar küçük olmalıdır (kütleleri eşit kabul ederek).
Örnek 6:
200 gram buz kalıbı, 0°C'de erimeye başlıyor. Buzun tamamının erimesi için kaç kalori ısı enerjisi gerekir? (Buzun erime ısısı \( L_e = 80 \, \text{kal/g} \) ) 🧊
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için hal değişimi (erime) için gereken ısı enerjisi formülünü kullanacağız.
- Erime Isısı: Bir maddenin 1 gramının erimesi için gereken ısı miktarıdır.
- Formül: \( Q = m \cdot L_e \)
- Verilenler: \( m = 200 \, \text{g} \), \( L_e = 80 \, \text{kal/g} \)
- Hesaplama: \( Q = 200 \, \text{g} \cdot 80 \, \text{kal/g} = 16000 \, \text{kal} \)
Örnek 7:
Kaynayan suyun sıcaklığının 100°C'de sabit kalmasının nedeni nedir? ♨️
Çözüm:
Bu durum, suyun kaynama noktası ve hal değişimi ile ilgilidir.
- Kaynama Noktası: Su, deniz seviyesinde 100°C'de kaynamaya başlar. Bu, suyun sıvı halden gaz (buhar) hale geçtiği sıcaklıktır.
- Hal Değişimi Sırasında Enerji: Kaynama sırasında, ısıtıcadan verilen enerji, suyun sıcaklığını artırmak yerine, su moleküllerinin birbirine olan bağlarını kopararak gaz haline geçmesini sağlar. Yani, verilen ısı enerjisi, sıcaklığı artırmak yerine hal değişimine harcanır.
- Sabit Sıcaklık: Bu nedenle, su tamamen buharlaşana kadar sıcaklığı 100°C'de sabit kalır.
Örnek 8:
Bir miktar su, 20°C'de 10 dakika boyunca 500 Watt'lık bir ısıtıcı ile ısıtılıyor. Ardından, suyun sıcaklığı 80°C'ye ulaşıyor ve bu noktada hal değişimi başlamıyor. Suyun kütlesi kaç gramdır? (Suyun öz ısısı \( c = 4.2 \, \text{J/g}^\circ\text{C} \) ) ⚡
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için ısı enerjisi, güç ve zaman arasındaki ilişkiyi kullanacağız.
- Verilenler:
- Süre \( t = 10 \, \text{dakika} = 10 \times 60 \, \text{saniye} = 600 \, \text{saniye} \)
- Güç \( P = 500 \, \text{Watt} \)
- İlk sıcaklık \( T_{ilk} = 20^\circ \text{C} \)
- Son sıcaklık \( T_{son} = 80^\circ \text{C} \)
- Suyun öz ısısı \( c = 4.2 \, \text{J/g}^\circ\text{C} \)
- Hesaplamalar:
- Isı Enerjisi (Q): Isıtıcı tarafından verilen toplam ısı enerjisi, güç ile zamanın çarpımıdır.
- \( Q = P \cdot t \)
- \( Q = 500 \, \text{W} \cdot 600 \, \text{s} = 300000 \, \text{J} \)
- Sıcaklık Değişimi (\( \Delta T \)):
- \( \Delta T = T_{son} - T_{ilk} = 80^\circ \text{C} - 20^\circ \text{C} = 60^\circ \text{C} \)
- Kütle (m): Isı enerjisi formülünü kullanarak kütleyi bulabiliriz.
- \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \)
- \( 300000 \, \text{J} = m \cdot 4.2 \, \text{J/g}^\circ\text{C} \cdot 60^\circ \text{C} \)
- \( 300000 \, \text{J} = m \cdot 252 \, \text{J/g} \)
- \( m = \frac{300000 \, \text{J}}{252 \, \text{J/g}} \approx 1190.48 \, \text{g} \)
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-isi-sicaklik-hal-degisimi/sorular