Isı Alışverişi ve Isıl Denge Sorusu
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Temel Fiziksel Durumun Belirlenmesi
- Bilyenin ilk sıcaklığı: T_{\text{bilye}} = 80\ ^\circ\text{C}
- Suyun ilk sıcaklığı: T_{\text{su}} = 20\ ^\circ\text{C}
- Isı aktarımı daima sıcaklığı yüksek olan maddeden düşük olan maddeye doğrudur. Bu nedenle bilyeden suya doğru ısı geçişi gerçekleşir. Bilyenin sıcaklığı ve iç enerjisi azalırken, suyun sıcaklığı ve iç enerjisi artar.
Adım 2 — I. Yargının Analizi
- Bir maddenin veya taneciğin “ısısı” şeklinde bir kavram fizikte tanımlı değildir; ısı, sıcaklık farkından dolayı alınıp verilen transfer edilen enerjidir.
- Ayrıca bilye ısı verdiği için iç enerjisi ve sıcaklığı azalmıştır. Dolayısıyla bu ifade kavramsal olarak ve yön olarak yanlıştır.
Adım 3 — II. Yargının Analizi
- İki madde arasında ısıl dengenin (termal denge) sağlanması, son sıcaklıkların birbirine eşit olması (T_{\text{denge}}) anlamına gelir.
- Soruda ölçüm sonucunda bilye ve suyun son sıcaklıklarının birbirine eşit olmadığı açıkça belirtilmiştir. Bu durum, bilye sudan erken çıkarıldığı için ısıl dengenin kurulmadığını gösterir. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
Adım 4 — III. Yargının Analizi
- Sıcaklık, bir maddedeki moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin bir göstergesidir.
- Su, bilyeden ısı aldığı için sıcaklığı 20\ ^\circ\text{C}'nin üzerine çıkmış, yani artmıştır. Sıcaklık arttığı için suyu oluşturan moleküllerin ortalama kinetik enerjisi de artmıştır (azalmamıştır). Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
Adım 5 — Seçenek Karşılaştırması
A. Yalnız I — I. öncül kavram yanılgısı içerir ve yanlıştır.
B. Yalnız II — Yalnızca ısıl dengenin kurulmadığını belirten II. öncül doğrudur.
C. I ve II — I. öncül yanlıştır.
D. I ve III — I ve III. öncüller yanlıştır.
E. II ve III — III. öncül yanlıştır.
Adım 6 — Son Doğrulama
Bilye ile suyun son sıcaklıkları eşitlenmeden bilye sudan çıkarıldığı için ısıl dengeye ulaşılamamıştır; bu nedenle yalnızca II. yargı kesinlikle doğrudur.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: B) Yalnız II
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Isı, sıcaklık ve iç enerji kavramları arasındaki farkları pekiştirmek için benzer bir kavram sorusu daha çözmek ister misin?
