3 isı ve Ünite sıcaklık - nihat bilgin...

1. Isı,Sıcaklık

2. HâlDeğişimi

3. EnerjiİletimYollarıveEnerjiİletimHızı

4. Genleşme

Isıve Sıcaklık

3Ünite

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

3

4. F K

180

32

100

273-=

-

bağıntısını kullanırsak;

.

F

F

F F bulunur

F

180

32

100

278 273

18

32

10

5

32 9

41 °

-=

-

-=

- =

=

Yanıt C dir.

5. X, Y, Z cisimlerinin sıcaklıklarını Celcius cinsinden

bulalım;

100 100

°

T

T C

323 273

50

X

X

-=

=

0 0

°

T

T

T C

18

122 32

10

18

90

10

50

Y

Y

Y

-=

=

=

TZ sıcaklığı soruda 50 °C olarak verilmiştir. Buna

göre X, Y ve Z cisimlerinin sıcaklıkları 50 °C olup

eşittir.

Yanıt E dir.

Test1'inÇözümleri

1. Fizikte 7 temel büyüklük vardır. Sıcaklık bu temel

büyüklüklerden birisidir. O hâlde I. yargı doğrudur.

SI sisteminde ısı birimi joule olup günlük yaşantı-

da ısı birimi olarak kalori (cal) de kullanılır. O hâlde

II. yargı yanlıştır.

SI sisteminde sıcaklık birimi K dir. Bu nedenle III.

yargı doğrudur.

Yanıt E dir.

2. C F

100

0

180

32-=

-

bağıntısını kullanırsak;

.

C

C

C C bulunur

100 180

122 32

10 18

90

50 °

=-

=

=

Yanıt C dir.

3.

180

bölme

°F

212

32

100

0

100

bölme

°C

Fahrenheit termometresindeki 180 bölmeye kar-

şılık Celcius termometresinde 100 bölme vardır.

Buna göre;

180 °F bölmesi 100 °C bölmesi

27 °F bölmesi x °C bölmesi

x = 15 °C bölmesi bulunur.

Yanıt A dır.

Isı,Sıcaklık,HâlDeğişimiveGenleşme'ninÇözümleri1

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

4 ISI, SICAKLIK, HÂL DEĞİŞİMİ VE GENLEŞME

9. İki cisim ısıca yalıtılmış bir ortama bırakılırsa, sıcak-

lıkları eşit oluncaya kadar birisinden diğerine enerji

transferi gerçekleşir. Son durumda cisimlerin sıcak-

lıkları eşit olur.

Yanıt D dir.

10.

10T

9T

T

scaklk

t

zaman

K

L

0

K cisminin verdiği ısı L cisminin aldığı ısıya eşit

olacağından;

mK

· cK · ∆TK = mL

· cL · ∆TL

cK · (10T – 9T) = cL · (9T – T)

cK · T = cL · 8T

c

c

L

K = 8 bulunur.

Yanıt C dir.

11. Sıvılardan birinin verdiği ısı, diğerinin aldığı ısıya

eşit olacağından;

mX · cX · TX

D = mY · cY · TY

D

m · cX = 2m · cY

c

c2

Y

X= bulunur.

Yanıt E dir.

12. Celcius termometresindeki 80 °C lik artış, X ter-

mometresinde 60 °X lik artış meydana getirdiğine

göre; Celcius termometresindeki 20 °C lik azalma

X termometresinde 15 °X lik azalmaya karşılık ge-

lir. Bu durumda X termometresi suyun donma sı-

caklığını 5 °X olarak gösterilir.

Yanıt D dir.

6.

–30 0

40

°C

°X

30

40

Celcius termometresinde 40 °C lik artış X termo-

metresinde 30 °X e karşılık gelmektedir. Buna göre

Celcius termometresinde 100 °C artış X termo-

metresinde 75 °X olacaktır. X termometresi –30

°X ten başladığı için suyun kaynama sıcaklığı 45

°X olacaktır.

Yanıt A dır.

7. Isı, sıcaklık farkından dolayı alınan ya da verilen

enerji olduğu için I. yargı doğrudur.

Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ile

orantılı bir büyüklüktür. II. yargı da doğrudur.

Cisim erime sıcaklığında ise alınan ısı cismi eritmek

için kullanılır. Cismin tamamı eriyinceye kadar sı-

caklık değişmez. III. yargı yanlıştır.

Yanıt C dir.

8. Celcius termometresinde 1 °C artış Kelvin termo-

metresinde de 1 K olarak gerçekleşir. Bu neden-

le Celcius ve Kelvin termometrelerinin duyarlılıkla-

rı aynıdır. I. yargı doğrudur.

Hiç bir cismin sıcaklığı 0 K veya daha aşağıda ola-

mayacağı için II. yargı yanlıştır.

Sıcaklık termometre ile ölçüldüğü için III. yargı da

yanlıştır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©

5ISI, SICAKLIK, HÂL DEĞİŞİMİ VE GENLEŞME

4. Isı, sıcaklık farkından dolayı transfer edilen enerji

olup her zaman sıcaklığı yüksek olan cisimden dü-

şük olana doğru aktarılır. I. yargı doğrudur.

Isı transferi cisimler ısıl dengeye gelinceye kadar

devam eder. Cisimler ısıl dengeye geldiğinde sıcak-

lıkları eşit olur. II. yargı da doğrudur.

Cisimler ısıl dengeye geldiğinde, verilen ısı alınan

ısıya eşit olur.

Qverilen = Qalının

m1 · c · ∆T1 = m2 · c · ∆T2

m1 · ∆T1 = m2 · ∆T2

Buna göre kütlesi küçük olanın sıcaklık değişimi

daha büyüktür. Yani büyük kütleli cismin denge sı-

caklığı, ilk sıcaklığına daha yakın olur. III. yargı da

doğrudur.

Yanıt E dir.

5.

K

60°C 20°C

L

Sıcak sıvının verdiği ısı ile soğuk sıvının aldığı ısı

miktarları eşittir. Sıvıların ısı sığaları, yani m · c leri

eşit olduğundan;

QK = QL

mK · cK · ∆TK = mL · cL · ∆TL

(60 – T) = (T – 20)

T = 40 °C bulunur.

Yanıt D dir.

Test2'ninÇözümleri

1.

m

K

2T

2m

L

5T

Sıcak olan L cisminden soğuk olan K cismine ısı

aktarımı olur. İki cismin sıcaklığı eşit olduğunda ısı

akışı durur. Denge sıcaklığı Tʹ olmak üzere;

m · c · ∆TK = 2m · c · ∆TL

(Tʹ – 2T) = 2 · (5T –Tʹ)

3Tʹ = 12 T

Tʹ = 4T bulunur.

Yanıt D dir.

2. TX > TY olduğundan ısıl denge sağlanıncaya kadar

X maddesinden Y maddesine ısı transferi olabilir.

Bunun sonucunda Y maddesinin sıcaklığı sürekli

artabilir.

X maddesi erime sıcaklığında bir katı ise enerjisini

erimede kullanabilir. Bu durumda hem X in hem de

Y nin sıcaklığı hiç değişmeyebilir.

Yanıt E dir.

3. Başlangıçta kapta bulunan sıvının sıcaklığı;

27 + 273 = 300 K

dir. Kaba ilave edilen sıvının sıcaklığı 200 K dir.

Eğer iki sıvının kütlesi eşit olursa karşımın sıcaklı-

ğı 250 K den büyük 300 K den küçük değerler alır.

Yine denge sıcaklığı 27 °C nin altında bir değer

olabilir.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


9. Bir maddenin ısı enerjisi, Q = mc·∆T bağıntısı ile

verilir. Bağıntıya dikkat edildiğinde bir maddenin sa-

hip olduğu ısı enerjisi hem kütle, hem öz ısı, hem de

maddenin sıcaklık değişimi ile doğru orantılıdır.

Yanıt E dir.

10.

K

L

sıcaklık

0 t

zaman

3T

2T

T

K ve L maddelerine eşit miktarda ısı enerjisi verildi-

ğinde sıcaklık değişimi;

∆TK = 3T – 2T = T

∆TL = 2T – T = T

eşit oluyor.

Q = m . c . ∆T

bağıntısına göre Q ve ∆T ler aynı ise mc ler yani ısı

sığaları aynıdır.

Yanıt A dır.

6. Su öz ısısı en büyük maddelerdendir. Bu nedenle

hem geç ısınır hem de geç soğur.

Yanıt A dır.

7. Yanmanın sona ermesi için yanan madde ile hava-

nın temasının kesilmesi gerekir. I. yargı doğrudur.

Madde sıcaklığı yanma sıcaklığının altına düşürül-

düğünde yanma durur.

Suyun hidrojen ve oksijenden oluştuğu bilgisi doğru

bir bilgidir. Ancak bu olayla bir ilgisi yoktur.

Yanıt D dir.

8.

cam

balon

su ve etil

alkol

karışımı

soğutucu

bölme

saf

etil alkol

Bu deneyde su ve alkolün birbirinden ayrılmasının

nedeni kaynama sıcaklıklarının farklı olmasından-

dır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


13.

sıcaklık

boy

T 2T0

X Y

∆, = ,0 . a . ∆T bağıntısından .DD

T0,,

a = ifadesi

iki madde için yazılır.

. .T

veT2 2

2X Y,

,,,

a a= =

bu bağıntılar oranlanırsa 2

1

Y

X

a

a= bulunur.

Yanıt B dir.

11.

100°C

50°C

0°C

190°X

–10°X

X°C

?°X

Celcius termomotresi ile X termometresi arasındaki

bağıntı yazılarak;

( )C X

X

100

0

200

10

100

50 0

200

10

-=

- -

- +=

.X bulunur90=Yanıt B dir.

12. Bir cisme verilen ısı enerjisi Q = m.c.∆T bağıntısı

ile hesaplanır. Buna göre;

QP = QR

(m.c)P . ∆TP = (mc)R . ∆TR

∆TP > ∆TR olduğundan

(mc)P < (mc)R olur.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


3.

R R

SP

M1

M2

Önce M2 mumu eridiğine göre, S çubuğunun ısı

iletkenliği P ninkinden büyüktür. I. yargı doğrudur.

Bu verilenlerle R çubuğunun iletkenliği hakkında

yorum yapamayız. Bu nedenle II ve III. yargılar

yanlıştır.

Yanıt A dır.

4. Katı maddelerde atom veya moleküllerin enerjilerini

birbirine aktarmasına enerjinin iletim yoluyla yayıl-

ması denir. Buna göre kaşığın ısınmasında ısı ile-

tim yoluyla yayılmıştır.

Sıvı ve gazlarda özkütle farkından dolayı atom veya

moleküller madde içinde hareket ederek yer değiş-

tirir. Böylece enerji madde içindeki atom veya mole-

küllerin hareketiyle taşınmış olur. Isının madde için-

deki atom veya moleküllerin öteleme hareketi ile ta-

şınması olayına enerjinin konveksiyon yoluyla ya-

yılması denir. Buna göre çorbanın içinde ısı kon-

veksiyon yoluyla dağılır.

Yanıt E dir.

5. Tüylerinin arasındaki hava yalıtkanlık görevi göre-

rek kuşların üşümesini engeller. Benzer biçimde

pencerelerin çift cam yapılması ve tuğlaların delik-

li yapılmasında da aynı ilke kullanılmaktadır. Bu iki

sistemde de hava yalıtkanlık görevi yapar.

Yanıt E dir.

6. Sıcaklığı değişen maddelerin genleşip büzüştüğü-

nü biliyoruz. Bu duruma I ve II ile verilen bilgiler uy-

gundur. Ancak III ile verilen bilgi buna uygun değil-

dir.

Yanıt C dir.

Test3Çözümleri

1. X Y Z

K

X X Y

L

X Y Y

M

(1)

(2)

(3)

K mumu önce düştüğüne göre, (1) ve (2) numaralı

çubukları karşılaştıralım.

X Y Z X X Y>+ + + +

bağıntısından Z > X bulunur. L mumu, M mumun-

dan önce düştüğüne göre (2) ve (3) numaralı çu-

bukları karşılaştıralım.

X X Y X Y Y>+ + + +

bağıntısından X > Y bulunur. Buna göre; Z > X > Y

dir.

Yanıt D dir.

2.

P çubuğu

A123

R çubuğu

I. Metal P ve R çubuklarının uzunluğu eşit olup önce 1 numaralı mum erimiştir. O hâlde R çubuğunun iletkenliği P ninkinden büyüktür.

II. Verilen bilgilerle çubukların ısınma ısısını karşı-laştıramayız.

III. Önce 2, sonra 3 numaralı mum eridiğine göre ısının iletimi metallerin uzunluğuna da bağlıdır.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


10. Çelik tencerenin iletkenliği toprak kaptan çok fazla-

dır. Bu nedenle sıcaklığı fazla olan çelik tencereye

dokunduğumuz zaman elimiz yanar. Aynı sıcaklık-

taki toprak kap yalıtkanlığından dolayı elimizi yak-

maz. Isı iletkenliğinin özkütle ve öz ısı ile doğrudan

bir ilgisi yoktur.

Yanıt B dir.

11.

TA

X

2

Y

2A 2T

T2T

Z

3T

2A

T

Isı iletim hızı;

··D

H kA T

,=

bağıntısı ile bulunur. Cisimler aynı metalden yapıl-

dıkları için ısı iletim katsayıları (k) aynıdır. Değerleri

verilen bağıntıda yerine yazarsak;

·

·

HA T

A T A T

A T A T

2

2 2

2

·

· ·

X

Y

Z

,

, ,

, ,

=

·H 4= =

4·H = =

bulunur. Buna göre, Y = Z > X tir.

Yanıt C dir.

12. Demir çubuğun ısı iletkenliği tahtanınkinden bü-

yük olduğundan kardan gelen soğuğu tahtaya göre

daha çabuk iletir.

Yanıt A dır.

7. ıslak bez

bakır

ıslak bez

tahta

Bakır çubuğun ısı iletkenliği tahtanınkinden büyük

olduğundan alevden gelen enerjiyi dağıtır. Böylece

bakıra sarılı ıslak bez tutuşma sıcaklığına daha geç

varır.

Yanıt B dir.

8. Hava yalıtkan olduğundan ısı enerjisini az iletir.

Bundan dolayı güneş ışınlarının etkisiyle dünyanın

kazandığı ısı enerjisi kısa zamanda kaybolmaz.

Yanıt B dir.

9. Elektrik sobalarında direnç tellerinin arkasında par-

lak yüzeyli bir levha vardır. Direnç tellerinden ya-

yılan ışınlar, bu parlak levhadan yansıyıp odanın

içine yönelir. Bu olayda ışıma yoluyla gelen enerji

yansımaya uğramaktadır.

I. Demir-çelik fabrikalarında çalışan işçiler özel parlak elbiseler giyerler. Çünkü ışımayla gelen enerji parlak elbiselerden yansır. Böylece işçi çok yüksek sıcaklıktan korunmuş olur.

II. İtfaiyecilerin parlak elbise giymesinin nedeni de ışıma ile gelen enerjiyi geri yansıtmak içindir.

III. Petrol taşıyan tankların içinde kolay tutuşan akaryakıt bulunmaktadır. Bu yakıt belli bir sıcak-lıkta tutuşur. Bunun önüne geçmek için tanklar, parlak renklerde boyanır. Buradaki amaç, ışı-mayla gelen enerjiyi geri yansıtmaktır.

I, II ve III numaralı önermeler ile soruda verilen

önerme aynı ilkeyle açıklanır.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


4.

tahta

fıçı

tahta

Buz erime sıcaklığında olduğundan 25 °C deki su-

yun içine atılınca bir miktar erime meydana gelir.

Bunun sonucunda hem buzun kütlesi hem de su-

yun sıcaklığı azalır.

Yanıt E dir.

5. Erime ve kaynama sıcaklıkları maddeler için ayırt

edici özelliktir. Isı sığası ayırt edici özellik değildir.

Yanıt D dir.

6.

X Y

80 °C10 °C

2m m

s

enerjisi

Sıcak olan X cismi ısı verirken soğuk olan Y ismi

ısı alır. İki cismin son sıcaklıkları eşit oluncaya ka-

dar aralarında ısı alışverişi devam eder.

QX

QY

2m

TY = 10 ˚C

T (denge sıcaklığı)

TX = 80 ˚C

m

QX = QY

mX · cX · ∆TX = mY · cY · ∆TY

2m · 2

1 · (80 – T) = m · 1 · (T – 10)

90 = 2T

T = 45 °C bulunur.

Yanıt D dir.

Test4Çözümleri

1. Suyun sıcaklığı daha yüksek olduğu için su ısı verir

buz da ısı alır ve bir kısmı erir. Böylece karışımdaki

su miktarı artar.

Yanıt D dir.

2. 0 °C deki 20 g buzun tama-

mını eritmek için gerekli ısı

enerjisi;

Q = m · L

Q = 20 · 80 = 1600 cal

Hangi seçenekte verilen su,

0 °C ye kadar soğutulduğun-

da 1600 cal ısı enerjisi veri-

yorsa doğru olan seçenek odur.

Q = m · c · ∆T bağıntısına göre;

QA = 40 · 1 · 40 = 1600 cal

QB = 20 · 1 · 40 = 800 cal

QC = 80 · 1 · 10 = 800 cal

QD = 120 · 1 · 10 = 1200 cal

QE = 20 · 1 · 50 = 1000 cal

Yanıt A dır.

3. Aralarında sıcaklık farkı olan maddeler bir araya

getirildiğinde aralarında ısı alışverişi olur.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


9.

su

buz kütlesi

zaman

0t1

m

Şekil I Şekil II

Buz kalıbı Şekil I deki gibi, suyun içine atıldıktan

sonra geçen sürede kütlesinde bir değişme olma-

mıştır. Bir başka ifadeyle, sıcaklığı 0 °C nin altında

olan buz kalıbı suyun içine atıldıktan sonra sıcaklı-

ğı 0 °C ye yükselmiştir. Buna göre;

• t = 0 anında buzun sıcaklığı 0 °C nin altındadır.

• t1 anında karışımın sıcaklığı 0 °C dır.

• t = 0 anında suyun sıcaklığı 0 °C nin üstündedir.

Yanıt C dir.

10. Su normal koşullarda 0°C de donar. Buz da normal

koşullarda 0°C de erir. Ancak dış basınç ve katkı

maddeleri bu sıcaklıkları değiştirebilir. Bu nedenle

I. yargı her zaman doğru değildir. Diğer iki yargı söz

konusu deneyden elde edilebilir.

Yanıt E dir.

11. Buz 273 K sıcaklığında erir. Denge K

273

sıcaklığı 273 K sıcaklığından büyük

olduğuna göre buzun tamamı erimiştir.

Buzun eriyebilmesi için sudan ısı al-

ması gerekir. Bunun için de suyun sı-

caklığı 273 K den büyük olmalıdır.

Buna göre I. yargı kesinlikle yanlış

olup II ve III. yargılar doğru olabilir.

Yanıt C dir.

7. Donma

sıcaklığı (°C)

Kaynama

sıcaklığı (°C)

P –20 110

R 10 90

S 20 180

P maddesi –20 °C de donar, 110 °C de kaynar

R maddesi 10 °C de donar, 90 °C de kaynar.

S maddesi 20 °C de donar, 180 °C de kaynar.

60 °C de maddelerin üçü de sıvı hâldedir.

Yanıt C dir.

8. buz kütlesi

zaman0t1

t2

m

2m

Kütlesi 2m olan bir buz kalıbı suyun içine atıldığın-

da, 0-t1 zaman aralığında kütlesi azalarak m ye

iniyor. O hâlde buz 0-t1 aralığında erimiş ve eri-

mesi için gerekli enerjiyi sudan almıştır. Bunun so-

nucunda suyun sıcaklığı azalır. I. yargı doğrudur.

t1-t2 zaman aralığında su ile buz arasında ısı alış-

veriş olmamıştır. II ve III. yargılar yanlıştır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


14. Madde

Donma noktası

(°C)

X –70 0

Y –5 +70

Z +30 +200

Kaynama noktası

(°C)

Tabloda X maddesinin 0°C de kaynadığı verilmiş. O

hâlde 10°C de X maddesi gaz hâlindedir.

Yine tabloda Y maddesinin –5°C de donduğu veril-

miş. 10°C de Y sıvı hâldedir.

Z maddesinin 30°C de donduğu verilmiş. 10°C de Z

katı hâldedir.

Yanıt B dir.

12. İçinde suyun kaynadığı kabın ağzı açık olduğu için

buharlaşma olur. Buharlaşma sonucu sıvının küt-

lesi azalır. Kaynama süresince sıcaklık sabit kalır.

Ancak sistemin kütlesi azaldığı için verebileceği ısı

enerjisi azalır.

Yanıt B dir.

13. –10 °C deki buzun sıcaklığını 0 °C ye çıkarmak için

gerekli ısı Q1 olsun. Buradan;

Q1 = m · cbuz · ∆T

Q1 = 10 · 0,5 · 10

Q1 = 50 kalori ısı gerekir.

0 °C ye kadar ısıtılmış buzu bu sıcaklıkta su hâline

getirmek için gerekli ısı enerjisi Q2 olsun.

Q2 = m · L = 10 · 80 = 800 kalori

0 °C de suya dönüşen 10 g buzun sıcaklığını 10

°C ye çıkarmak için gerekli ısı enerjisi Q3 olsun.

Q3 = m · csu · ∆t

Q3 = 10 · 1 · 10 = 100 kalori

Qtoplam = Q1 + Q2 + Q3

Qtoplam = 50 + 80 + 100 = 950 kalori bulunur.

Yanıt D dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


4.

X

0 °C su

Y

0 °C su

Z

0 °C su

–8 °C–4 °C0 °C

I. X kabındaki su ve buzun ilk sıcaklıkları eşit olduğundan bunlar arasında ısı alışverişi olma-yacaktır. Bu nedenle ısıl denge sağlandığın-da X kabındaki buzun kütlesi en küçük olur. I. yargı yanlıştır.

II. Isıl denge sağlandığında her üç kapta da su-buz karışımı olduğuna göre kaplardaki karı-şımların sıcaklıkları eşit ve 0 °C dir. II. yargı yanlıştır.

III. Z kabına atılan buzun sıcaklığı –8 °C olduğun-dan en fazla bu kaptaki su donar. Bir başka ifa-deyle Z kabındaki buzun kütlesi en büyük olur. Bu nedenle III. yargı doğrudur.

Yanıt C dir.

5. sıcaklık

zaman0

kat

kat +

sv

sv

sv

+

gaz

gaz

K L M N P

K aralığında sıcaklık arttığına göre madde katıdır. L

aralığında ısı verildiği hâlde sıcaklık değişmediğine

göre madde erimektedir. Yani katı+sıvı hâldedir. M

aralığında sıcaklık arttığına göre madde sıvıdır. Isı

verildiği hâlde N aralığında sıcaklık değişmediğine

göre sıvı kaynamaktadır, yani sıvı+gaz hâldedir. P

aralığında sıcaklık arttığına göre maddenin tamamı

gaz hâlindedir.

Yanıt E dir.

Test5Çözümleri

1. 0 °C deki suyun sıcaklığı artırıldığında büzülür. Söz

konusu su ısıtılıp sıcaklığı arttıkça büzülmeye de-

vam eder. Bu durum, su sıcaklığının +4 °C olması-

na kadar sürer.

+4°C de su, minimum hacim ve maksimum özkütle-

ye sahiptir.

Yanıt A dır.

2. 60 °C de m1 gram suyun sıcaklığı 0 °C ye inince-

ye kadar ısı verir. 0 °C de m2 gram buzun tamamı

0 °C de su oluncaya kadar ısı alır. Buna göre;

Qveren = Qalan

m1 · csu · ∆T = m2 · L

m1 · 1 · 60 = m2 · 80

m

m

2

1 = 3

4 bulunur.

Yanıt B dir.

3. m2 kütleli cisim eridiğine göre m1 kütleli cisimden

m2 kütleli cisme ısı enerjisi aktarılmıştır. Bir başka

ifadeyle, T1 > T2 dir. Bu nedenle I. yargı yanlıştır.

Isıl denge sağlandığında yalnızca m2 kütleli cisim

eridiğine göre L1 > L2 dir. O hâlde II. yargı doğru-

dur.

m1

m2

T1

T2

1 atmosfer

Denge sıcaklığının T1 ve T2 arasında bir değer ol-

ması gerekir. Yani T1 > T > T2 olmalıdır. Bu neden-

le III. yargı yanlıştır.

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


8.

zaman

su kütlesi

0 t1 t2

2m

m

t3

Su kütlesi 0-t2 zaman aralığında değişmediğine

göre bu zaman aralığında suyun sıcaklığı azalmak-

tadır. Yani T1 sıcaklığı 0 °C den büyüktür. Su küt-

lesi t2 anından itibaren azalmaya başladığına göre

T2 = 0 °C olmalıdır. t2-t3 zaman aralığında su don-

maktadır. Su donarken sıcaklığı değişmez. Bu ne-

denle T3 = 0 °C olmalıdır.

Yanıt C dir.

9.

verilen s

(cal)

scaklk (°C)

0

75

30

150 300

I

II

Grafiğe göre katı cisim I. aralıkta Q1 = 150 ka-

lori ısı alarak erimiştir. II. aralıkta cisme verilen

Q2 = 150 kalorilik ısı enerjisi cismin sıcaklığını

30 °C den 75 °C ye çıkarmıştır. Buna göre cismin

kütlesi;

Q2 = m · c · ∆T

150 = m · 3

1 · 45

m = 10 g

bulunur. Erime ısısı ise;

Q1 = m · L

150 = 10 · L

L = 15 cal/g bulunur.

Yanıt D dir.

6. Donma

sıcaklığı (°C)

Kaynama

sıcaklığı (°C)

P –105 –25

R +5 +105

S +53 +212

I. P maddesi –105 °C de erir, –25 °C de gaz

hâline geçer. –22 > –25 olduğundan –22 °C de

P maddesi gaz hâldedir. O hâlde I. yargı doğru-

dur.

II. 25 °C de P gaz, R sıvı, S ise katı hâldedir. O hâlde II. yargı yanlıştır.

III. 130 °C de P ve R gaz, S ise sıvı hâldedir. Bu nedenle III. yargı da doğrudur.

Yanıt E dir.

7.

zaman

buz kütlesi

0 t

2m

m

t = 0 anından itibaren buz kütlesi azaldığına göre

buz atıldığı anda erimeye başlamıştır. Bunun için de

sıcaklığı 0 °C olmalıdır. I. ve II. yargılar doğrudur.

Buzun eriyebilmesi için sudan ısı alması gerekir.

Yani suyun sıcaklığı 0 °C nin üzerinde olmalıdır. III.

yargı da doğrudur.

Yanıt E dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


12. buzun kütlesi

zaman0

P R S

P aralığında buzun kütlesi değişmediğine göre bu-

zun sıcaklığı artmış suyun sıcaklığı azalmıştır. I.

yargı doğrudur.

R aralığında buz kütlesi arttığına göre su donmak-

tadır. Su donarken sıcaklığı 0 °C de sabit kalır. II.

yargı yanlıştır.

S aralığında ısıl denge sağlanmıştır. Isıl denge sağ-

landığında kapta su-buz karışımı olduğuna göre, S

aralığında su-buz karışımının sıcaklığı 0 °C dir. III.


Yanıt E dir.

13.

zaman

buz kütlesi

0 t1 t2

2m

m

t3

0-t1 zaman aralığında buzun kütlesi değişmediği-

ne göre, buzun ilk sıcaklığı 32 °F ın altında, suyun-

ki 32 °F ın üstündedir. I ve II. yargılar doğrudur.

Isıl denge sağlandığında kapta su-buz karışımı ol-

duğuna göre denge sıcaklığı 32 °F dir. III. yargı da

doğrudur.

Yanıt E dir.

10.

zaman

buz kütlesi

0 t1 t2

Buz kütlesi 0-t1 zaman aralığında değişmediğine

göre bu zaman aralığında buzun sıcaklığı artmıştır.

I. yargı doğrudur.

t1-t2 zaman aralığında buz erimektedir. Buzun eri-

yebilmesi için ısı alması gerekir. Bu ısıyı su verece-

ğinden suyun sıcaklığı azalmıştır. II. yargı yanlıştır.

t2 anında buz kütlesi sıfır olduğuna göre buzun ta-

mamı erimiştir. III. yargı doğrudur.

Yanıt B dir.

11.

zaman

su kütlesi

0

I

zaman

su kütlesi

0

II

zaman

su kütlesi

0

III

0 °C deki suya sıcaklığı 0 °C nin altında olan buz

atıldığında sudan buza enerji transferi gerçekleşir

ve suyun bir kısmı donar. Yani suyun kütlesi azalır.

Yanıt B dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


3. Aynı sıcaklık artışı karşı- X

Y

Z

boy

scaklk0

sında X çubuğu en faz-

la Z çubuğu en az uza-

mıştır. Buna göre aX en

büyük aZ de en küçük-

tür.

Yanıt B dir.

4.

K

boy

scaklk

L

,

2,

3,

0T 2T

Boyca uzama miktarı ∆, = ,0 · a · ∆T bağıntısı ile

bulunur. Bu bağıntıyı K ve L telleri için ayrı ayrı ya-

zarsak;

3 2 2 · · 2T

T4

1

K

K

, , , a

a

- =

=

2 · · 2T

T2

1

L

L

, , , a

a

- =

=

2

1

L

K

a

a= bulunur.

Yanıt D dir.

Test6Çözümleri

1.

A

h

2A

L

K

2h

Sıvılar için hacimce genleşme miktarı;

∆V = V0 · 3a · ∆T

bağıntısı ile bulunur. Verilenleri bağıntıda yerine

yazalım.

∆hK · A = A · h · 3a · ∆T

∆hK = h · 3a · ∆T

Bu durumda aynı cins sıvıların sıcaklıkları eşit mik-

tarda artırılırsa ∆h sadece ilk yüksekliğe bağlı olur.

∆hK = h · 3a · ∆T

∆hL = 2h · 3a · ∆T

h

h

2

1

L

K

D

D= bulunur.

Yanıt E dir.

2.

x y

Levhanın sıcaklığını artırmak, fotokopi makinesin-

de bir fotoğrafın büyütülmesi gibidir. Fotoğrafın her

yeri orantılı olarak büyür. Buna göre levha ısıtıldı-

ğında hem x, hem y uzaklığı artar.

Yanıt C dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


7. Aynı koşullarda farklı metallerden yapılmış telle-

rin uzama miktarları farklı olur. Yani boyca uzama

katsayısı katılar için ayırt edici bir özelliktir. I. yargı

doğrudur.

Benzer şekilde farklı sıvılar aynı koşulda farklı gen-

leşir. Buna göre hacimce genleşme katsayısı sıvılar

için ayırt edici bir özelliktir. II. yargı da doğrudur.

Bütün gazların hacimce genleşme katsayısı normal

koşullarda 273

1 K dir. Yani hacimce genleşme kat-

sayısı gazlar için ayırt edici bir özellik değildir. III.


Yanıt E dir.

8.

X Y 2a

Yüzeyce genleşme miktarı;

∆A = A0 · 2a · ∆T

bağıntısıyla bulunur. Buradan;

· 2 ·

4 · 2 ·

.

A a T

A a T

A

Abulunur

4

X

Y

Y

X

2

2

r a

a

r

D

D

D

D

=

=

=

Yanıt A dır.

5. Hacim iki katına çıkınca kütle

sv

2V

de iki katına çıkar.

Q = m · c · ∆T

bağıntısına göre sıcaklık deği-

şimi;

T

2

D olur

Hacim 2V, sıcaklık artışı T

2

D olduğundan;

∆V = V0 · 3a · ∆T

bağıntısına göre hacimce genleşme miktarı değiş-

mez. Bu durumda sıvının yükselme miktarı ∆h da

değişmez.

Yanıt D dir.

6.

r r r

X

Y

Uzama miktarı, sıcaklık artışı sonucundaki uzunluk

ile ilk durumdaki uzunluğun farkıdır.

2 · 2 2 · 2

2 · 3 2 · 2 2

.

r r r

r r r

bulunur1

Y

Y

X

X

2 1, , ,

,

,

,

,

r r r

r r r

D

D

D

D

D

= -

= - =

= - =

=

Yanıt A dır.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


11. P R

S

Şekil I

P

R S

Şekil II

Uzama katsayısı büyük olan maddeler soğutulduk-

larında diğerlerinden daha çok kısalır. Boyu en çok

kısalan P çubuğunun uzama katsayısı en büyük-

tür. S çubuğu ilk duruma göre az miktarda kısalmış-

tır. O hâlde S nin uzama katsayısı en küçüktür. So-

nuç olarak, aP > aR > aS olur.

Yanıt C dir.

12.

sv

K

L

Aşağıdan yukarıya doğru giderek genişleyen düz-

gün bir kapta hâl değişimi olmadan sıvının sıcaklığı

artırılırsa, K noktasındaki sıvı basıncı azalır ancak

L noktasındaki sıvı basıncı artar. Kabın tabanında-

ki basınç azaldığına göre, basınç kuvveti de azalır.

Yanıt D dir.

9.

K

L Mr r

r

K silindirini tutan çubuklar eşit miktarda kısalaca-

ğından, bu silindir dönmeden öteleme hareketi ya-

par.

L ve M silindirlerinin tur sayıları, çubuğun bağlantı

noktasından olan uzaklığı ile doğru orantılıdır. Buna

göre nM > nL > nK olur.

Yanıt E dir.

10. Birim yüzeye uygu-

sv

K

L

Myatay

lanan kuvvete basınç

denir. Sıcaklık artınca

sıvı genleşeceğinden

K ve L noktaları üze-

rindeki sıvı miktarları

artar, fakat M noktası

üzerindeki sıvı miktarı

değişmez. Bu nedenle PK ve PL artarken PM de-

ğişmez.

Yanıt B dir.

Nih

at B

ilgin

Yay

ıncı

lık©


14.

II

S

h

III

2S

2SS

I

S

S

h––2

h––4

a1

a2

a3

Sıvılara eşit miktarda ısı enerjisi verilmiştir. Sıvıla-

rın cinsi bilinmediğinden sıcaklık farkları buluna-

maz. Bu nedenle sıvıların genleşme katsayıları ile

öz ısıları hakkında yorum yapamayız.

Şekillerden genleşme miktarları;

V hS

V hS

V hS hS

2

1

2

1

4

12

2

1

1

2

3

D

D

D

=

=

= =

bulunur. O hâlde üç sıvının genleşme miktarları

eşittir.

Yanıt B dir.

13. –+ –+

X

L

K

Şekil I Şekil II

L K

–+

K

L

Şekil III

Y

Z

aL > aK olduğundan, Şekil I deki metal çifti ısıtılırsa

devre tamamlanamaz ve X lambası ışık vermez.

Şekil II de K ve L metal çubukları uç uca eklidir. Bu

çift ısıtılırsa devre tamamlanır ve Y lambası ışık ve-

rir.

aL > aK olduğundan Şekil III teki metal çifti ısıtılırsa

devre tamamlanabilir ve Z lambası ışı verebilir.

Yanıt E dir.

3 isı ve Ünite sıcaklık - nihat bilgin...

Documents