📄 9. Sınıf Fizik: Termometre Çeşitleri ve Genleşme Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Bir termometrenin hassasiyetini artırmak için üç temel faktör üzerinde durulur:

1. Kılcal Borunun İnce Olması: Kılcal borunun kesit alanı ne kadar küçük olursa, sıcaklık değişiminde sıvı seviyesindeki yükselme veya alçalma o kadar belirgin olur. Bu da daha küçük sıcaklık değişimlerini gözlemlemeyi sağlar.

2. Haznenin Hacminin Büyük Olması: Termometre haznesindeki sıvının hacmi ne kadar büyük olursa, aynı sıcaklık değişimi için genleşen sıvı miktarı o kadar fazla olur. Bu da kılcal borudaki sıvı seviyesinin daha fazla değişmesine yol açar.

3. Kullanılan Sıvının Genleşme Katsayısının Büyük Olması: Termometrede kullanılan sıvının genleşme katsayısı ne kadar büyük olursa, sıcaklık değişimine karşı o kadar fazla hacim değişimi gösterir. Bu da termometrenin daha hassas ölçüm yapmasını sağlar.

💡 Çözüm Adımları:

Sıcaklık ölçekleri arasındaki dönüşüm formülleri şunlardır:

\[\frac{C}{100} = \frac{F - 32}{180} = \frac{K - 273}{100}\]

Burada:

* \(C\) Celsius sıcaklığı

* \(F\) Fahrenheit sıcaklığı

* \(K\) Kelvin sıcaklığı



Şimdi \(25^\circ C\) sıcaklığını Fahrenheit ve Kelvin cinsinden hesaplayalım:



Fahrenheit dönüşümü:

\[\frac{C}{100} = \frac{F - 32}{180}\]

\[\frac{25}{100} = \frac{F - 32}{180}\]

\[\frac{1}{4} = \frac{F - 32}{180}\]

\[180 = 4 \times (F - 32)\]

\[45 = F - 32\]

\[F = 45 + 32\]

\[F = 77^\circ F\]



Kelvin dönüşümü:

\[\frac{C}{100} = \frac{K - 273}{100}\]

\[C = K - 273\]

\[25 = K - 273\]

\[K = 25 + 273\]

\[K = 298 K\]



Buna göre, \(25^\circ C\) sıcaklığı \(77^\circ F\) ve \(298 K\) değerlerine eşittir.

💡 Çözüm Adımları:

Su, diğer maddelerin aksine \(0^\circ C\) ile \(4^\circ C\) arasında farklı bir davranış sergiler. Bu sıcaklık aralığında su ısıtıldığında hacmi küçülür, soğutulduğunda ise hacmi büyür. Suyun hacmi \(4^\circ C\)'de minimum, yani özkütlesi maksimum değerine ulaşır. Bu durum, göl ve deniz gibi su kütlelerinin donmasında hayati bir rol oynar.



Kış aylarında hava sıcaklığı düştüğünde, su yüzeyden soğumaya başlar. Yüzeydeki su \(4^\circ C\)'ye ulaştığında, özkütlesi en büyük olduğu için dibe çöker. Yüzeydeki daha soğuk (\(4^\circ C\)'den düşük) ve dolayısıyla daha az yoğun su üstte kalır ve donarak buz tabakası oluşturur. Buzun özkütlesi sudan daha küçük olduğu için suyun üzerinde yüzer ve yalıtkan bir tabaka görevi görür. Bu buz tabakası, altındaki suyun daha fazla soğumasını ve donmasını engeller. Böylece, su altında kalan canlılar (balıklar, bitkiler vb.) yaşamlarını sürdürebilirler. Eğer su da diğer maddeler gibi \(0^\circ C\)'ye doğru soğudukça sürekli büzülseydi, donma dipten başlayacak ve tüm su kütlesi donarak canlı yaşamını imkansız hale getirecekti.