🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Isı ve sıcaklık, ısıl denge, ısı sığası Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Isı ve sıcaklık, ısıl denge, ısı sığası Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir demir çubuk 20°C'de iken ısıtıldığında son sıcaklığı 70°C oluyor. Demir çubuğun sıcaklık değişimi kaç derece olur? 🌡️
Çözüm:
Sıcaklık değişimi, son sıcaklık ile ilk sıcaklık arasındaki farktır.
- İlk sıcaklık: \( T_{ilk} = 20^\circ C \)
- Son sıcaklık: \( T_{son} = 70^\circ C \)
- Sıcaklık değişimi: \( \Delta T = T_{son} - T_{ilk} \)
- \( \Delta T = 70^\circ C - 20^\circ C \)
- \( \Delta T = 50^\circ C \)
Örnek 2:
100 gram suyun sıcaklığını 10°C artırmak için ne kadar ısı gerekir? (Suyun öz ısısı \( c_{su} = 4.18 \, J/g^\circ C \)) 💧
Çözüm:
Gereken ısıyı hesaplamak için \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) formülünü kullanırız.
- Kütle: \( m = 100 \, g \)
- Öz ısı: \( c = 4.18 \, J/g^\circ C \)
- Sıcaklık değişimi: \( \Delta T = 10^\circ C \)
- Gerekli ısı: \( Q = 100 \, g \cdot 4.18 \, J/g^\circ C \cdot 10^\circ C \)
- \( Q = 4180 \, J \)
Örnek 3:
200 gram alüminyumun ısı sığası nedir? (Alüminyumun öz ısısı \( c_{al} = 0.9 \, J/g^\circ C \)) ⚙️
Çözüm:
Isı sığası (C), bir cismin sıcaklığını 1°C artırmak için gereken ısı miktarıdır ve \( C = m \cdot c \) formülü ile bulunur.
- Kütle: \( m = 200 \, g \)
- Öz ısı: \( c = 0.9 \, J/g^\circ C \)
- Isı sığası: \( C = 200 \, g \cdot 0.9 \, J/g^\circ C \)
- \( C = 180 \, J/^\circ C \)
Örnek 4:
Birbirine dokunan K ve L metal çubuklarının ilk sıcaklıkları sırasıyla \( T_K = 80^\circ C \) ve \( T_L = 20^\circ C \) dir. Çubuklar ısı alışverişi yaptıktan sonra denge sıcaklığı kaç °C olur? (K'nin ısı sığası \( C_K = 300 \, J/^\circ C \), L'nin ısı sığası \( C_L = 600 \, J/^\circ C \)) 🤝
Çözüm:
Isıl dengede, alınan ısı verilen ısıya eşittir. \( Q_{alınan} = Q_{verilen} \).
Denge sıcaklığı \( T_{denge} \) olsun.
Denge sıcaklığı \( T_{denge} \) olsun.
- K çubuğu ısı verir: \( Q_{verilen} = C_K \cdot (T_K - T_{denge}) = 300 \cdot (80 - T_{denge}) \)
- L çubuğu ısı alır: \( Q_{alınan} = C_L \cdot (T_{denge} - T_L) = 600 \cdot (T_{denge} - 20) \)
- \( 300 \cdot (80 - T_{denge}) = 600 \cdot (T_{denge} - 20) \)
- \( 80 - T_{denge} = 2 \cdot (T_{denge} - 20) \)
- \( 80 - T_{denge} = 2 T_{denge} - 40 \)
- \( 120 = 3 T_{denge} \)
- \( T_{denge} = 40^\circ C \)
Örnek 5:
Kışın metal bir kapı koluna dokunduğumuzda neden tahtaya dokunduğumuzdan daha soğuk hissederiz? 🥶
Çözüm:
Bu durum, farklı maddelerin farklı ısı iletkenliklerine sahip olmasından kaynaklanır.
- Metalin Isı İletkenliği: Metaller, ısıyı iyi ileten malzemelerdir. Bu nedenle, metal kapı kolu elimizdeki ısıyı hızla alarak elimizin daha çabuk soğumasına neden olur. Bu da bize daha soğuk hissi verir.
- Tahtanın Isı İletkenliği: Ahşap ise ısıyı iyi iletmeyen bir malzemedir (yalıtkandır). Bu yüzden tahtaya dokunduğumuzda elimizdeki ısıyı o kadar hızlı kaybetmeyiz ve daha az soğuk hissederiz.
Örnek 6:
Birbirine yalıtılmış bir kapta bulunan 100 gram suyun sıcaklığı 20°C'dir. Kaba, sıcaklığı 80°C olan 50 gram demir bırakılıyor. Demir ve suyun öz ısıları sırasıyla \( c_{su} = 4.18 \, J/g^\circ C \) ve \( c_{demir} = 0.45 \, J/g^\circ C \) olduğuna göre, son denge sıcaklığı yaklaşık kaç °C olur? (Hesaplamada yuvarlama yapabilirsiniz.) ⚖️
Çözüm:
Isıl dengede, alınan ısı verilen ısıya eşittir. \( Q_{alınan} = Q_{verilen} \).
Denge sıcaklığı \( T_{denge} \) olsun.
Denge sıcaklığı \( T_{denge} \) olsun.
- Demir ısı verir: \( Q_{demir} = m_{demir} \cdot c_{demir} \cdot (T_{demir\_ilk} - T_{denge}) \)
- Su ısı alır: \( Q_{su} = m_{su} \cdot c_{su} \cdot (T_{denge} - T_{su\_ilk}) \)
- \( 50 \, g \cdot 0.45 \, J/g^\circ C \cdot (80^\circ C - T_{denge}) = 100 \, g \cdot 4.18 \, J/g^\circ C \cdot (T_{denge} - 20^\circ C) \)
- \( 22.5 \cdot (80 - T_{denge}) = 418 \cdot (T_{denge} - 20) \)
- \( 1800 - 22.5 T_{denge} = 418 T_{denge} - 8360 \)
- \( 1800 + 8360 = 418 T_{denge} + 22.5 T_{denge} \)
- \( 10160 = 440.5 T_{denge} \)
- \( T_{denge} \approx 23^\circ C \)
Örnek 7:
Bir fincan çayın sıcaklığı 70°C iken, oda sıcaklığındaki bir ortamda (25°C) bekletiliyor. Çayın sıcaklığı zamanla nasıl değişir? Neden? 🤔
Çözüm:
Çayın sıcaklığı zamanla azalır.
- Isı Transferi: Sıcaklığı yüksek olan çay, çevresindeki (oda) daha soğuk ortama ısı verir.
- Sıcaklık Farkı: Bu ısı transferi, çayın sıcaklığı ile ortamın sıcaklığı arasındaki fark azaldıkça yavaşlar.
- Isıl Denge: En sonunda, çayın sıcaklığı oda sıcaklığına eşitlendiğinde ısı transferi durur ve çay ısıl dengeye ulaşır.
Örnek 8:
500 gram suyun sıcaklığını 20°C'den 60°C'ye çıkarmak için kaç kalori ısı gerekir? (Suyun öz ısısı \( c_{su} = 1 \, cal/g^\circ C \)) ♨️
Çözüm:
Gereken ısıyı hesaplamak için \( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \) formülünü kullanırız.
- Kütle: \( m = 500 \, g \)
- Öz ısı: \( c = 1 \, cal/g^\circ C \)
- Sıcaklık değişimi: \( \Delta T = 60^\circ C - 20^\circ C = 40^\circ C \)
- Gerekli ısı: \( Q = 500 \, g \cdot 1 \, cal/g^\circ C \cdot 40^\circ C \)
- \( Q = 20000 \, cal \)
Örnek 9:
Evlerimizde kışın camların kenarlarında oluşan buğulanma (çilenme) neden olur? 🏠
Çözüm:
Bu durum, havadaki su buharının soğuk yüzeylerle temas ettiğinde yoğuşmasıyla ilgilidir.
- Sıcak ve Nemli İç Hava: Kışın evlerimizin içi genellikle dışarıdan daha sıcak ve nemlidir.
- Soğuk Cam Yüzeyi: Camlar, duvarlara göre ısıyı daha iyi ilettiği için daha soğuktur.
- Yoğuşma: İçerideki sıcak ve nemli hava, soğuk cam yüzeyine çarptığında soğur. Soğuyan hava, taşıyabileceği su buharı miktarını kaybeder. Fazla su buharı ise sıvı suya dönüşerek camın üzerinde buğulanmaya neden olur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-isi-ve-sicaklik-isil-denge-isi-sigasi/sorular