Soru 1
Örnek cevap / çözüm yolu
Bir maddenin tamamen hâl değiştirmesi için gereken ısı enerjisi, maddenin kütlesiyle doğru orantılıdır. Kütle iki katına çıkarsa gerekli ısı da iki katına çıkar. Aynı kütledeki farklı maddelerin tamamen hâl değiştirmesi için gereken ısı ise maddenin cinsine göre değişir. Çünkü her maddenin erime ısısı farklıdır.
Matematiksel model:
Burada Q gerekli ısı enerjjisi ve birimi J, m kütle ve birimi g, L ise erime ısısı ve birimi J/g’dir.
Kontrol: Buz için L \approx 334\ J/g, bal mumu için L \approx 168\ J/g olduğundan, eşit kütlede buzu eritmek için bal mumuna göre daha fazla ısı gerekir.
Soru 2
Örnek cevap / çözüm yolu
- 100\ g buzun erimesi için gereken ısı:
- 200\ g buzun erimesi için gereken ısı:
66800\ J, 33400\ J’ün iki katıdır. Bu nedenle buzun kütlesi iki katına çıktığında gerekli ısı da iki katına çıkar.
- 100\ g bal mumunun erimesi için gereken ısı:
- 200\ g bal mumunun erimesi için gereken ısı:
33600\ J, 16800\ J’ün iki katıdır. Bal mumunda da gerekli ısı, kütle ile doğru orantılıdır.
- 100\ g buz için gereken ısı 33400\ J’dür. Bu enerjiyle eriyebilecek bal mumu kütlesi:
Yaklaşık 200\ g bal mumu erir. Böylece aynı ısı enerjisinin eriteceği madde miktarının, maddenin cinsine bağlı olduğu görülür.
Kontrol: Hesaplamalar Q=mL modeliyle yapılmıştır. Kütle arttıkça Q artmış, erime ısısı daha küçük olan bal mumunda aynı enerjiyle daha fazla kütle erimiştir.
Soru 3
Örnek cevap / çözüm yolu
Beklenen sonuçlar ile matematiksel model kullanılarak bulunan sonuçlar uyumludur. Hem buz hem de bal mumunda kütle iki katına çıktığında tamamen erime için gereken ısı da iki katına çıkmıştır. Ayrıca 100\ g buz için gereken yaklaşık 33400\ J enerji, yaklaşık 200\ g bal mumunu eritmeye yeterlidir.
Küçük bir fark oluşursa bunun nedeni verilen erime ısısı değerlerinin yaklaşık olması olabilir. Gerçek deneyde çevreye ısı kaybı, ısıtıcının verdiği enerjinin tamamının maddeye aktarılamaması ve ölçme hataları da sonuçları etkileyebilir.
Kontrol: Modelde buz için 334\ J/g, bal mumu için 168\ J/g kullanıldığında 100\ g buz için 33400\ J, 200\ g bal mumu için 33600\ J bulunur. Bu iki değer birbirine çok yakındır.
Soru 4
Örnek cevap / çözüm yolu
Paten bıçağı, patencinin ağırlığından kaynaklanan kuvveti çok küçük bir temas alanına uygular. Bu nedenle bıçağın buz üzerindeki basıncı artar. Basınç bir fiziksel büyüklüktür ve birimi Pa’dır.
Buz, erirken hacmi azalan maddelerden biridir. Bu nedenle buzun üzerine uygulanan basıncın artması, erime sıcaklığını düşürür. Bıçağın temas ettiği bölgede buzun erimesi kolaylaşır ve ince bir su tabakası oluşur. Patenci o bölgeden geçtikten sonra basınç azalır; oluşan su yeniden donabilir.
Kontrol: Açıklama, buzun erime sıcaklığının basınç arttığında düşmesi ve paten bıçağının küçük temas alanı nedeniyle basıncı artırmasıyla uyumludur.
Kitapta kolayca gezin
← Önceki sayfa: 229 · 
Fizik Ders Kitabı cevapları · Sonraki sayfa: 231 →