Sorunun Çözümü
Ali'nin gözlemlediği olayda, sıcak kalorifer peteğinin üzerine konulan balonun şişmesi, içerisindeki havanın ısınması ve genleşmesi sonucudur. Bu durumu fiziksel nicelikler açısından inceleyelim:
- I. Kütle: Balon kapalı bir sistemdir. İçine dışarıdan hava girişi veya dışarıya hava çıkışı olmadığı sürece, balonun içindeki havanın kütlesi değişmez (sabit kalır).
- II. Özkütle: Özkütle, bir maddenin birim hacimdeki kütlesidir ve \(\rho = \frac{m}{V}\) formülü ile ifade edilir. Balon şiştiğine göre, içerisindeki havanın hacmi (V) artmıştır. Kütle (m) sabit kaldığı ve hacim (V) arttığı için, havanın özkütlesi (\(\rho\)) azalır.
- III. İç enerji: Balon sıcak kalorifer peteğinin üzerine konulduğu için, petekten balondaki havaya ısı enerjisi aktarılır. Gazların iç enerjisi, sıcaklıkları ile doğru orantılıdır. Isı alan havanın sıcaklığı artacağı için, iç enerjisi de artar.
Soruda balonun şişerken hangi niceliklerin azaldığı sorulmaktadır. Yaptığımız analize göre sadece özkütle azalmaktadır.
Cevap B seçeneğidir.