💡 9. Sınıf Fizik: Isı Sığası ve Öz Isı Çözümlü Örnekler

Bu soruyu çözmek için temel ısı enerjisi formülünü kullanacağız:

• Q = m ⋅ c ⋅ ΔT

Burada:

• Q : Gerekli ısı enerjisi (kalori)
• m : Maddenin kütlesi (gram)
• c : Maddenin öz ısısı (kalori/gram ⋅ °C)
• ΔT : Sıcaklık değişimi (°C)

Verilenler:

• m = 100 gram
• c = \( 0.12 \text{ kalori/gram} \cdot ^\circ\text{C} \)
• ΔT = \( 10^\circ\text{C} \)

Formülde yerine koyalım:

• Q = \( 100 \text{ g} \cdot 0.12 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \cdot 10^\circ\text{C} \)
• Q = \( 120 \text{ kalori} \)

Sonuç: 100 gram demirin sıcaklığını 10°C artırmak için 120 kalori ısı enerjisi gerekir. 💡

Yine ısı enerjisi formülünü kullanacağız: Q = m ⋅ c ⋅ ΔT

• m = 200 gram
• c = \( 1 \text{ kalori/gram} \cdot ^\circ\text{C} \)
• ΔT = \( 20^\circ\text{C} \)

Hesaplama:

• Q = \( 200 \text{ g} \cdot 1 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \cdot 20^\circ\text{C} \)
• Q = \( 4000 \text{ kalori} \)

Sonuç: 200 gram suyun sıcaklığını 20°C artırmak için 4000 kalori ısı enerjisi gerekir. ✅

Bu soruda öz ısıyı (c) bulmamız isteniyor. Formülümüz yine Q = m ⋅ c ⋅ ΔT Verilenler:

• Q = 750 kalori
• m = 500 gram
• ΔT = \( 15^\circ\text{C} \)

Formülü öz ısıyı yalnız bırakacak şekilde düzenleyelim:

• c = \( \frac{Q}{m \cdot \Delta T} \)

Değerleri yerine koyalım:

• c = \( \frac{750 \text{ kal}}{500 \text{ g} \cdot 15^\circ\text{C}} \)
• c = \( \frac{750}{7500} \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \)
• c = \( 0.1 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \)

Sonuç: X maddesinin öz ısısı \( 0.1 \text{ kalori/gram} \cdot ^\circ\text{C} \) olarak bulunur. 👉

Isı enerjisini bulmak için Q = m ⋅ c ⋅ ΔT formülünü kullanacağız. Verilenler:

• m = 300 gram
• c = \( 0.5 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \)
• ΔT = \( 30^\circ\text{C} \)

Hesaplama:

• Q = \( 300 \text{ g} \cdot 0.5 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \cdot 30^\circ\text{C} \)
• Q = \( 4500 \text{ kalori} \)

Sonuç: 300 gram Y maddesinin sıcaklığını 30°C artırmak için 4500 kalori ısı enerjisi gerekir. 🌡️

Bu soruda, aynı ısı enerjisi verildiğinde sıcaklık değişimi farklı olan sıvıların öz ısılarını karşılaştıracağız. Temel prensip şudur: Öz ısısı büyük olan madde, aynı ısı enerjisiyle daha az ısınır. Formülümüz: Q = m ⋅ c ⋅ ΔT Burada Q (100 kalori) ve m (aynı miktarda) sabit. Bu durumda sıcaklık değişimi (ΔT) ile öz ısı (c) ters orantılıdır. A sıvısı için:

• ΔT = \( 5^\circ\text{C} \)
• Bu daha fazla ısınmış demektir, yani öz ısısı daha düşüktür.

B sıvısı için:

• ΔT = \( 10^\circ\text{C} \)
• Bu daha az ısınmış demektir, yani öz ısısı daha yüksektir.

Sonuç: A sıvısının öz ısısı, B sıvısının öz ısısından küçüktür. \( c_A < c_B \) 📌

Bu durum, kumun ve suyun farklı öz ısılarından kaynaklanır.

• Kumun Öz Isısı: Kumun öz ısısı düşüktür. Bu, aynı miktarda ısı enerjisi aldığında kumun sıcaklığının hızla artması anlamına gelir. Güneşten aldığı ısıyı kolayca emer ve sıcaklığı çabuk yükselir.
• Suyun Öz Isısı: Suyun öz ısısı ise yüksektir. Bu, suyun sıcaklığının aynı miktarda ısı enerjisiyle daha yavaş artması anlamına gelir. Deniz, güneşten aldığı ısıyı kum kadar hızlı bir şekilde sıcaklığını yükseltmek için kullanmaz, daha çok kendi sıcaklığını korumaya çalışır.

Bu nedenle, yazın güneşli bir günde kum çok ısınırken, deniz suyu daha serin kalır. 🌊

Bu bir yeni nesil sorudur ve temel ısı kavramlarını yorumlama becerisini ölçer. Adım 1: Verilenleri Anlama

• Kütleler eşit: \( m_{su} = m_{zeytinyağı} = 200 \text{ g} \)
• Isıtıcılar özdeş: Verilen ısı enerjisi miktarı aynı sürede aynıdır.
• Sıcaklık değişimleri farklı: \( \Delta T_{su} = 10^\circ\text{C} \), \( \Delta T_{zeytinyağı} = 20^\circ\text{C} \)

Adım 2: Temel Formülü Kullanma Her iki madde için de aynı ısı enerjisi (Q) verildiğini varsayalım.

• Su için: \( Q = m_{su} \cdot c_{su} \cdot \Delta T_{su} \)
• Zeytinyağı için: \( Q = m_{zeytinyağı} \cdot c_{zeytinyağı} \cdot \Delta T_{zeytinyağı} \)

Adım 3: Eşitleme ve Yorumlama Isı enerjileri eşit olduğu için:

• \( m_{su} \cdot c_{su} \cdot \Delta T_{su} = m_{zeytinyağı} \cdot c_{zeytinyağı} \cdot \Delta T_{zeytinyağı} \)

Kütleler eşit olduğu için \( m_{su} = m_{zeytinyağı} \) sadeleşir:

• \( c_{su} \cdot \Delta T_{su} = c_{zeytinyağı} \cdot \Delta T_{zeytinyağı} \)

Değerleri yerine koyalım:

• \( c_{su} \cdot 10^\circ\text{C} = c_{zeytinyağı} \cdot 20^\circ\text{C} \)

Bu denklemi \( c_{su} \) ve \( c_{zeytinyağı} \) arasındaki ilişkiyi bulmak için düzenleyelim:

• \( c_{su} = c_{zeytinyağı} \cdot \frac{20^\circ\text{C}}{10^\circ\text{C}} \)
• \( c_{su} = 2 \cdot c_{zeytinyağı} \)

Sonuç: Suyun öz ısısı, zeytinyağının öz ısısının 2 katıdır. \( c_{su} > c_{zeytinyağı} \) 👍

Bu soruda doğrudan ısı enerjisi hesaplaması yapacağız. Temel formülümüz: Q = m ⋅ c ⋅ ΔT Verilenler:

• m = 400 gram
• c = \( 0.21 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \)
• ΔT = \( 50^\circ\text{C} \)

Hesaplama:

• Q = \( 400 \text{ g} \cdot 0.21 \frac{\text{kal}}{\text{g} \cdot ^\circ\text{C}} \cdot 50^\circ\text{C} \)
• Q = \( 400 \cdot 10.5 \text{ kalori} \)
• Q = \( 4200 \text{ kalori} \)

Sonuç: 400 gram alüminyumun sıcaklığını 50°C artırmak için 4200 kalori ısı enerjisi gerekir. 🚀