💡 9. Sınıf Fizik: Isı sığası hesabı Çözümlü Örnekler

Isı sığası, bir cismin sıcaklığını 1°C artırmak için gereken ısı enerjisi miktarıdır. Formülü şöyledir:

• Q: Isı enerjisi (Joule)
• ΔT: Sıcaklık değişimi (°C)
• C: Isı sığası (Joule/°C)

Formül: \( C = \frac{Q}{\Delta T} \) Sıcaklık değişimi: \( \Delta T = T_{son} - T_{ilk} = 70^\circ C - 20^\circ C = 50^\circ C \) Verilen ısı enerjisi: \( Q = 5000 \, J \) Isı sığasını hesaplayalım: \( C = \frac{5000 \, J}{50^\circ C} \) \( C = 100 \, J/^\circ C \) ✅ Cevap: Demir çubuğun ısı sığası 100 Joule/°C'dir.

Bu soruda da ısı sığası formülünü kullanacağız. Formül: \( C = \frac{Q}{\Delta T} \) Verilenler:

• Isı enerjisi \( Q = 4200 \, J \)
• Sıcaklık değişimi \( \Delta T = 10^\circ C \)

Hesaplama: \( C = \frac{4200 \, J}{10^\circ C} \) \( C = 420 \, J/^\circ C \) 👉 Suyun ısı sığası 420 Joule/°C olarak bulunur.

Bu soruda ısı sığası formülünü farklı bir şekilde kullanacağız. Formülü \( \Delta T \) için yeniden düzenleyelim. Formül: \( C = \frac{Q}{\Delta T} \) \( \Delta T \) için düzenlenmiş hali: \( \Delta T = \frac{Q}{C} \) Verilenler:

• Isı sığası \( C = 200 \, J/^\circ C \)
• Isı enerjisi \( Q = 1500 \, J \)

Sıcaklık değişimini hesaplayalım: \( \Delta T = \frac{1500 \, J}{200 \, J/^\circ C} \) \( \Delta T = 7.5^\circ C \) ✅ Cismin sıcaklığı 7.5 °C artar.

Bu soruda önce sıcaklık değişimini bulup, ardından ilk sıcaklığı hesaplayacağız. 1. Sıcaklık değişimini bulma: Formül: \( \Delta T = \frac{Q}{C} \) Verilenler: \( Q = 9000 \, J \) ve \( C = 300 \, J/^\circ C \) \( \Delta T = \frac{9000 \, J}{300 \, J/^\circ C} \) \( \Delta T = 30^\circ C \) 2. İlk sıcaklığı bulma: Sıcaklık değişimi \( \Delta T = T_{son} - T_{ilk} \) \( 30^\circ C = 120^\circ C - T_{ilk} \) \( T_{ilk} = 120^\circ C - 30^\circ C \) \( T_{ilk} = 90^\circ C \) 👉 Metal bloğun ilk sıcaklığı 90 °C idi.

Bu durum, antifrizin ısı sığası ile ilgilidir.

• Isı Sığası Yüksek Maddeler: Daha fazla ısı enerjisi depolayabilir veya sıcaklıklarındaki değişim daha yavaş olur.
• Isı Sığası Düşük Maddeler: Daha az ısı enerjisi depolayabilir veya sıcaklıklarındaki değişim daha hızlı olur.

Antifrizin ısı sığasının suyun ısı sığasından farklı olması, motorun içindeki ısıyı daha verimli bir şekilde yönetmesini sağlar. Eğer antifrizin ısı sığası, suyun ısı sığasına göre daha düşükse, motorun ürettiği ısı enerjisi ile antifrizin sıcaklığı daha hızlı artar. Bu da motorun daha çabuk ısınmasına ve optimal çalışma sıcaklığına daha hızlı ulaşmasına yardımcı olur. ✅

Her iki çubuğun ısı sığasını ayrı ayrı hesaplayıp karşılaştırmalıyız. Formül: \( C = \frac{Q}{\Delta T} \) Birinci Çubuk:

• Isı \( Q_1 = 1200 \, J \)
• Sıcaklık değişimi \( \Delta T_1 = 30^\circ C \)

\( C_1 = \frac{1200 \, J}{30^\circ C} = 40 \, J/^\circ C \) İkinci Çubuk:

• Isı \( Q_2 = 1800 \, J \)
• Sıcaklık değişimi \( \Delta T_2 = 40^\circ C \)

\( C_2 = \frac{1800 \, J}{40^\circ C} = 45 \, J/^\circ C \) Karşılaştırma: \( C_2 > C_1 \) olduğu için ikinci çubuğun ısı sığası daha büyüktür. 👉 Bunun nedeni, aynı miktarda ısı verildiğinde (veya belirli bir sıcaklık değişimi için daha fazla ısı gerektiğinde), ısı sığası daha büyük olan cismin sıcaklığının daha az değişmesidir. Bu durumda, ikinci çubuk aynı sıcaklık artışı için daha fazla ısıya ihtiyaç duymuş veya aynı ısı için daha az ısınmıştır.

Isı sığası, bir cismin sıcaklığını 1°C artırmak için gereken ısı miktarıdır. Tanım gereği, bu soruda verilen değer doğrudan ısı sığasını ifade eder. Formül: \( C = \frac{Q}{\Delta T} \) Burada:

• \( Q = 4180 \, J \) (1°C'lik sıcaklık artışı için gereken ısı)
• \( \Delta T = 1^\circ C \) (Sıcaklık değişimi)

Hesaplama: \( C = \frac{4180 \, J}{1^\circ C} \) \( C = 4180 \, J/^\circ C \) ✅ Tenceredeki suyun ısı sığası 4180 Joule/°C'dir.

Hangi cismin sıcaklığının daha fazla artacağını bulmak için ısı sığası formülünü kullanacağız. Sıcaklık değişimi \( \Delta T = \frac{Q}{C} \) formülüyle bulunur. Verilenler:

• Her iki çubuk için de \( Q = 10000 \, J \)
• Demir çubuğun ısı sığası \( C_{demir} = 500 \, J/^\circ C \)
• Bakır çubuğun ısı sığası \( C_{bakır} = 387 \, J/^\circ C \)

Demir Çubuğun Sıcaklık Değişimi: \( \Delta T_{demir} = \frac{10000 \, J}{500 \, J/^\circ C} = 20^\circ C \) Bakır Çubuğun Sıcaklık Değişimi: \( \Delta T_{bakır} = \frac{10000 \, J}{387 \, J/^\circ C} \approx 25.8^\circ C \) Sonuç: Bakır çubuğun ısı sığası daha düşük olduğu için (387 J/°C < 500 J/°C), aynı miktarda ısı aldığında sıcaklığı daha fazla artar. ✅ Bakır çubuğun sıcaklığı yaklaşık 25.8°C artarken, demir çubuğun sıcaklığı 20°C artar.