📄 9. Sınıf Fizik: Öz ısı ısı sığası ve sıcaklık değişimi Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Verilenler:

Kütle (m) = \(100\) g

İlk sıcaklık (\(T_1\)) = \(20^{\circ}C\)

Son sıcaklık (\(T_2\)) = \(120^{\circ}C\)

Öz ısı (c) = \(0.45\) \(J/g^{\circ}C\)



İstenen: Isı enerjisi (Q)



Sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)):

\(\Delta T = T_2 - T_1 = 120^{\circ}C - 20^{\circ}C = 100^{\circ}C\)



Kullanılacak formül: \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\)



Değerleri yerine koyarsak:

\(Q = 100 \text{ g} \cdot 0.45 \text{ J/g}^{\circ}\text{C} \cdot 100^{\circ}\text{C}\)

\(Q = 4500\) J



Sonuç: Bu işlem için \(4500\) Joule ısı enerjisi gereklidir.

💡 Çözüm Adımları:

X maddesi için:

Kütle (\(m_X\)) = \(500\) g

Öz ısı (\(c_X\)) = \(0.8\) \(cal/g^{\circ}C\)

Isı sığası (\(C_X\)) = \(m_X \cdot c_X = 500 \text{ g} \cdot 0.8 \text{ cal/g}^{\circ}\text{C} = 400\) \(cal/^{\circ}C\)



Y maddesi için:

Kütle (\(m_Y\)) = \(200\) g

Öz ısı (\(c_Y\)) = \(1.2\) \(cal/g^{\circ}C\)

Isı sığası (\(C_Y\)) = \(m_Y \cdot c_Y = 200 \text{ g} \cdot 1.2 \text{ cal/g}^{\circ}\text{C} = 240\) \(cal/^{\circ}C\)



Karşılaştırma:

\(C_X = 400\) \(cal/^{\circ}C\)

\(C_Y = 240\) \(cal/^{\circ}C\)

Buna göre, X maddesinin ısı sığası Y maddesinin ısı sığasından daha büyüktür (\(C_X > C_Y\)).



Sıcaklığı \(1^{\circ}C\) artırma zorluğu:

Isı sığası, bir maddenin sıcaklığını \(1^{\circ}C\) artırmak için gerekli ısı miktarını ifade eder. Isı sığası büyük olan maddenin sıcaklığını değiştirmek daha zordur çünkü daha fazla ısı enerjisine ihtiyaç duyar.

Bu durumda, X maddesinin ısı sığası daha büyük olduğu için, X maddesinin sıcaklığını \(1^{\circ}C\) artırmak Y maddesine göre daha zordur.

💡 Çözüm Adımları:

Verilenler:

* İki farklı sıvı (su ve zeytinyağı)

* Öz ısıları farklı (\(c_{su}
e c_{zeytinyağı}\))

* Eşit kütleler (\(m_{su} = m_{zeytinyağı} = m\))

* Özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtma (Bu, sıvılara eşit miktarda ısı enerjisi (Q) verildiği anlamına gelir.)



Kullanılacak formül: \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\)



Bu durumda, \(Q\) ve \(m\) her iki sıvı için de eşit olduğundan, formülü \(\Delta T = Q / (m \cdot c)\) şeklinde yazabiliriz.

Buradan anlaşılacağı üzere, sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) öz ısı (c) ile ters orantılıdır. Yani, öz ısısı küçük olan sıvının sıcaklık değişimi daha büyük olacaktır.



Örnek olarak, suyun öz ısısı zeytinyağının öz ısısından daha büyüktür (yaklaşık \(c_{su} \approx 4.18\) \(J/g^{\circ}C\), \(c_{zeytinyağı} \approx 1.97\) \(J/g^{\circ}C\)).

Bu durumda, eşit kütledeki su ve zeytinyağına eşit miktarda ısı verildiğinde:

* Zeytinyağının öz ısısı suya göre daha küçük olduğu için, zeytinyağının sıcaklığı suya göre daha fazla artacaktır (\(\Delta T_{zeytinyağı} > \Delta T_{su}\)).

* Yani, zeytinyağı daha hızlı ısınacaktır.



Sonuç: Özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtıldığında, öz ısısı küçük olan sıvının sıcaklık değişimi daha büyük olur ve bu sıvı daha hızlı ısınır.