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

💡 Çözüm Adımları:

Verilenler:

Kütle (m) = 400 g

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

Son sıcaklık (T_son) = \(80 \text{ } ^\circ\text{C}\)

Öz ısı (c) = \(0.46 \text{ J/g}^\circ\text{C}\)



İstenen: Verilen ısı miktarı (Q)



Çözüm:

Sıcaklık değişimi (\(\Delta T\)) = \(T_{\text{son}} - T_{\text{ilk}} = 80 \text{ } ^\circ\text{C} - 20 \text{ } ^\circ\text{C} = 60 \text{ } ^\circ\text{C}\)



Isı miktarı formülü: \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\)



Değerleri yerine koyalım:

\(Q = 400 \text{ g} \cdot 0.46 \text{ J/g}^\circ\text{C} \cdot 60 \text{ } ^\circ\text{C}\)

\(Q = 184 \text{ J/}^\circ\text{C} \cdot 60 \text{ } ^\circ\text{C}\)

\(Q = 11040 \text{ J}\)



Demire verilen ısı miktarı \(11040 \text{ J}\)'dür.

💡 Çözüm Adımları:

Verilenler:

Kütleler eşit: \(m_X = m_Y = m\)

Verilen ısı miktarları eşit: \(Q_X = Q_Y = Q\)

Sıcaklık değişimi: \(\Delta T_X = 15 \text{ } ^\circ\text{C}\)

Sıcaklık değişimi: \(\Delta T_Y = 25 \text{ } ^\circ\text{C}\)



Isı miktarı formülü: \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\)



Her iki madde için formülü yazarsak:

\(Q = m \cdot c_X \cdot \Delta T_X\)

\(Q = m \cdot c_Y \cdot \Delta T_Y\)



Bu iki ifadeyi eşitleyebiliriz, çünkü \(Q\) ve \(m\) değerleri eşittir:

\(m \cdot c_X \cdot \Delta T_X = m \cdot c_Y \cdot \Delta T_Y\)

\(c_X \cdot \Delta T_X = c_Y \cdot \Delta T_Y\)



Değerleri yerine koyalım:

\(c_X \cdot 15 = c_Y \cdot 25\)

\(\frac{c_X}{c_Y} = \frac{25}{15} = \frac{5}{3}\)



Buradan \(c_X = \frac{5}{3} c_Y\) veya \(c_X > c_Y\) olduğu sonucuna ulaşılır. Yani X maddesinin öz ısısı Y maddesinin öz ısısından daha büyüktür.



Isı sığası (C) formülü: \(C = m \cdot c\)



Kütleler eşit olduğu için ısı sığaları da öz ısıları ile doğru orantılı olacaktır:

\(C_X = m \cdot c_X\)

\(C_Y = m \cdot c_Y\)



\(c_X > c_Y\) olduğu için \(C_X > C_Y\) olacaktır. Yani X maddesinin ısı sığası Y maddesinin ısı sığasından daha büyüktür.



Yorum:

Öz ısısı ve ısı sığası daha büyük olan X maddesinin sıcaklığını değiştirmek daha zordur. Eşit ısı verildiğinde, öz ısısı küçük olan Y maddesinin sıcaklığı daha fazla artmıştır.

💡 Çözüm Adımları:

Bu durum, su ve yağın farklı öz ısı değerlerine sahip olmasından kaynaklanır.



Öz Isı (c): Her maddenin kendine özgü bir öz ısı değeri vardır. Su ve yağ farklı maddeler olduğu için öz ısıları da farklıdır. Genellikle suyun öz ısısı, çoğu yağın öz ısısından daha büyüktür. Bu, suyun birim kütlesinin sıcaklığını 1 \(^\circ\text{C}\) artırmak için daha fazla ısı enerjisine ihtiyaç duyduğu anlamına gelir.



Isı Sığası (C): Isı sığası, bir maddenin tamamının sıcaklığını 1 \(^\circ\text{C}\) değiştirmek için gerekli ısı miktarıdır ve \(C = m \cdot c\) formülü ile hesaplanır. Aynı tencerede aynı miktarda (kütlede) su ve yağ bulunduğunda, kütleler (m) eşit olsa bile, öz ısıları (c) farklı olduğu için ısı sığaları (C) da farklı olacaktır.



Açıklama:

Suyun öz ısısı yağın öz ısısından daha büyük olduğu için, aynı kütledeki suyun ısı sığası da yağın ısı sığasından daha büyük olacaktır. Bu durumda, suyun sıcaklığını kaynama noktasına (100 \(^\circ\text{C}\)) çıkarmak için, yağın sıcaklığını kaynama noktasına çıkarmak için gerekenden daha fazla ısı enerjisi gerekir. Çünkü su, sıcaklığını artırmak için birim kütle başına daha fazla enerji depolayabilir. Bu yüzden tenceredeki su, aynı ısı kaynağıyla yağa göre daha geç kaynamaya başlar.