Fizikkkkkkkk

YKS TYT
1

17468182586391339397438683970343
174681825863913393974386839703433936×1728 1000 KB

BU KONULAR İLE İLGİLİ 9. SİNİF OGRENCİSİ SEVİYESİNDE SOZEL OLMAYAN SAYİSAL 30 TANR SORU OLUSTURUR MUSUN AMA LUTFEN BUTUN KONULARA DEGİN SADECE TERMOMETRE KONUSUNDA SAYİSAL SORU OLMASİN

2

Sorular - Fizik - YKS TYT Seviye (9. Sınıf)

Ayşenur Karcı’nın isteği üzerine, aşağıda verilen sorular 4. Ünite: Enerji konuları ile ilgilidir. Sorular sayısal ve tüm konulara odaklıdır, ancak “Termometreler” konusu hariç tutulmuştur.

4.1 İÇ ENERJİ, ISI, SICAKLIK ARASINDAKİ İLİŞKİ

Sayısal Sorular

  1. Bir maddeye verilen ısı enerjisi iç enerjiyi artırır.

    • Soru: 2 kg kütleli bir maddeye 5000 J (joule) enerji verilmiştir. Eğer bu maddenin sıcaklığı başlangıçta 20°C ise, ortamın ısı kapasitesi biliniyorsa materyalin yeni sıcaklığı nedir?

  2. Maddenin iç enerji değişimi formülü ile çözüm:

    • Soru: Bir oda sıcaklığında bulunan cisim, aldığı toplam 500 \, \text{J} enerji sonucunda 10°C artış göstermiştir. Madde miktarı artırılırsa değişim hızı LOG konusund hesabı olacaktır.

Daha fazla sor, Sayılar **MATLB göre ay" .

3

BU KONULAR İLE İLGİLİ 9. SINIF ÖĞRENCİSİ SEVİYESİNDE 30 SAYISAL SORU (TERMOMETRELER HARİÇ)

Answer:

Aşağıda, 9. sınıf düzeyinde “iç enerji, ısı, sıcaklık, öz ısı (c) ve ısı sığası (C)” konularının tümüne değinen, ancak “termometreler” konusunda sayısal soru içermeyen 30 adet özgün sayısal soru listelenmiştir. Her sorunun temel amacı; ısı alışverişi, öz ısı hesaplamaları, iç enerji değişimleri ve sıcaklık farkı gibi kavramları pekiştirmektir.

1. İç Enerji ve Sıcaklık İlişkisi

  1. Kütlesi 2 kg olan bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi sıcaklıkla doğru orantılıdır. Maddenin iç enerjisinin %20 arttığı gözlemlendiğinde, sıcaklığının da yüzde kaç artmış olacağı söylenebilir? (Orantısal olarak hesaplayınız.)

  2. 500 g kütleli bir gazın sıcaklığı 20 °C’den 40 °C’ye çıkarıldığında iç enerjisinin 2000 J arttığı biliniyor. Aynı gazın sıcaklığını 40 °C’den 50 °C’ye çıkarırsak iç enerjisi kaç J daha artar? (Gazın ısıl davranışı sabit kabul edilsin.)

  3. Bir maddenin sıcaklığının 15 °C’ten 45 °C’ye çıkması sonucu iç enerji değişimi 3000 J ise 45 °C’ten 90 °C’ye çıkarken iç enerji değişimi kaç joule olur? (Doğrusal ilişki varsayınız.)

  4. İç enerjisi 5000 J artan bir maddenin başlangıç sıcaklığı 10 °C’tir. Eğer sabit basınç altında maddenin sıcaklığı her 5 °C artışta iç enerjiyi 1000 J artırıyorsa, maddenin son sıcaklığı kaç °C olur?

  5. Kütlesi 1,2 kg olan bir sıvının iç enerjisinde gözlenen 6000 J’lük artışın, ortalama sıcaklık artışına oranı 400 J/°C olarak ölçülmüştür. Sıvının sıcaklığındaki gerçek artış kaç °C’tir?

2. Isı, Öz Isı ve Isı Sığası

  1. Kütlesi 2 kg olan bir maddenin öz ısısı 900 J/(kg·°C)’dir. Sıcaklığı 10 °C’ten 30 °C’e çıkarılmak istendiğinde maddeye verilmesi gereken ısı miktarı kaç joule’dür?

  2. Öz ısısı 4200 J/(kg·°C) olan 1,5 kg suyun sıcaklığını 25 °C’ten 70 °C’e çıkarmak için kaç joule ısı vermek gerekir?

  3. 4 kg kütleli bir cisme 36.000 J ısı verilince sıcaklığı 15 °C artıyor. Cismin öz ısısı kaç J/(kg·°C) olur?

  4. Kütlesi 1 kg olan bir sıvının öz ısısı 2100 J/(kg·°C) ise sıcaklığını 12 °C’ten 52 °C’e çıkarmak için ne kadar ısı (joule) gerekir?

  5. Öz ısısı 800 J/(kg·°C) olan bir katının ısı sığası (C) 4000 J/°C olarak verilmişse, cismin kütlesi kaç kg’dır?

3. Sıcaklık Farkı ve Karışım Soruları

  1. 2 kg su (öz ısısı 4200 J/(kg·°C), başlangıç sıcaklığı 20 °C) ile 3 kg su (öz ısısı 4200 J/(kg·°C), başlangıç sıcaklığı 60 °C) karıştırılıyor. Isı kaybı olmadığı varsayıldığında karışımın son sıcaklığı kaç °C olur?

  2. Sıcaklığı 80 °C olan 3 kg suya sıcaklığı 20 °C olan 1 kg su eklenerek ısı korunumlu bir kapta karıştırılıyor. Son sıcaklık kaç °C olur? (Su öz ısısı: 4200 J/(kg·°C))

  3. 60 °C sıcaklıktaki 2 kg su ile 30 °C sıcaklıktaki 4 kg su birbirine karıştırılıyor. Karışımın son sıcaklığı kaç °C olur?

  4. Birinci kabın içerisinde 70 °C, 1 kg su; ikinci kabın içerisinde 40 °C, 3 kg su bulunuyor. İki kap su ısı izolasyonlu bir kapta karıştırıldığında denge sıcaklığı kaç °C olur?

  5. 50 °C sıcaklıktaki 5 kg suya, tamamı donmuş ve 0 °C sıcaklıkta olan 1 kg buz ekleniyor. Temas sonrası buz tamamen eriyip elde edilen karışım 10 °C’ye soğuyor ise karışımın toplam kütlesi kaç kg olur? (Erime ısısı ihmal etmeden, suyun donma erime ısısı L= 334.000 J/kg, su öz ısısı 4200 J/(kg·°C). Kullanılan ısıl değerleri dikkate alarak sonucu hesaplayınız.)

4. Isı Alışverişi ve Enerji Korunumu

  1. 0 °C’te bulunan 2 kg buzun tamamen erimesi için 668.000 J ısı gerektiğine göre buzun öz ısısı ve erime ısısı göz önünde bulundurulduğunda, ısı alışverişini hangi formülle ifade edersiniz? (İlgili ısıl değerleri kullanarak ısı miktarını ifade ediniz.)

  2. Kütlesi 250 g olan bir maddenin sıcaklığı 20 °C’ten 70 °C’e çıkarılırken ısıl dengesi korunuyor ve toplam 10.000 J ısı alıyor. Maddenin öz ısısı kaç J/(kg·°C) olur? (Kütleyi kg cinsinden kullanmayı unutmayın.)

  3. Karışım sonucu ısıl denge sağlandığında ısı kaynağından net ısı aktarımı yapılmadığı varsayılıyorsa, “verilen ısı = alınan ısı” denkliğini kullanarak, 3 kg kütleli bir maddenin 40 °C’ten 20 °C’e soğuması sırasında açığa çıkan ısı miktarını hesaplayınız. (Öz ısı 500 J/(kg·°C))

  4. 2 kg kütleli bir katının sıcaklığı 100 °C’ten 20 °C’e düştüğünde 16.000 J ısı açığa çıkıyor. Bu katının öz ısısı kaç J/(kg·°C) olur?

  5. Sıcaklığı 15 °C olan 4 kg suya, sıcaklığı 80 °C olan bir madde daldırılıyor. Madde ısı vererek, su sıcaklığını 25 °C’e yükseltiyor. Bu durumda maddenin ısı kaybı kaç joule olur? (Suyun öz ısısı 4200 J/(kg·°C))

5. Maddelerin Öz Isısı ve Isı Sığası ile İlgili Hesaplamalar

  1. 3000 J ısı verdiğimizde sıcaklığı 5 °C artan 2 kg kütleli bir cismin öz ısısı kaç J/(kg·°C)’dir?

  2. Cismin ısı sığası (C) 2400 J/°C ise ve kütlesi 4 kg ise, cismin öz ısısı ne olur?

  3. 5 kg kütleli bir maddenin 15 °C’lik sıcaklık artışı için 75.000 J ısıya ihtiyaç duyuluyorsa, bu maddenin öz ısısı kaç J/(kg·°C)’tir?

  4. 2 kg kütleli bir maddenin ısı sığası 3600 J/°C olarak ölçülüyor. Bu durumda maddenin öz ısısı kaç J/(kg·°C)’dir?

  5. Bir katı maddenin 0 °C’ten 30 °C’e ısıtılması için 4500 J ısı gerekiyorsa, kütlesi 500 g ise ve öz ısısı sabit kabul ediliyorsa, maddenin öz ısısı kaç J/(kg·°C)’dir?

6. Detaylı Karışım ve Hesaplama Soruları

  1. Kütlesi 3 kg olan bir maddenin başlangıç sıcaklığı 90 °C, öz ısısı 800 J/(kg·°C) ve kütlesi 5 kg olan bir diğer maddenin başlangıç sıcaklığı 20 °C, öz ısısı 4200 J/(kg·°C). Yalıtılmış bir kapta karıştıklarında son sıcaklık kaç °C olur?

  2. Sıcaklığı 5 °C olan 2 kg su ile 70 °C sıcaklıktaki kütlesi 1 kg olan bir maddenin öz ısısı 2000 J/(kg·°C) olduğunda karışımın son sıcaklığını bulunuz.

  3. Bir maddenin kütlesi 2,5 kg ve öz ısısı 600 J/(kg·°C) iken, kütlesi 1,5 kg ve öz ısısı 3500 J/(kg·°C) olan suya ısı verir. Sıcaklıklar sırasıyla 80 °C ve 25 °C olarak verildiğine göre karışımın denge sıcaklığı kaç °C olur?

  4. Öz ısısı 900 J/(kg·°C) olan 2 kg kütleli bir madde, sıcaklığı 100 °C olan sudan ısı alarak sıcaklığını 40 °C’ten 60 °C’e yükseltiyor. Bu esnada sudan kaç J ısı kaybı olur? (Suyun öz ısısı 4200 J/(kg·°C); su kütlesi soruda verilmemişse sembolik olarak ifade ediniz.)

  5. 3 kg suya (30 °C), 1 kg metal parçası (90 °C, öz ısısı 600 J/(kg·°C)) atılıyor. Isı kaybı olmadığı varsayıldığında son sıcaklık 35 °C olarak ölçülüyorsa, suyun öz ısısı deneysel olarak kaç J/(kg·°C) bulunur?

Termometre Konusu (Sayısal Soru İstemeyen Kısım)

Termometreler konusuna ait sorunuz “sayısal” olmak zorunda olmadığı için, bu başlığı sayısal içermeyen kısa bir hatırlatma veya teorik soru olarak düşünebilirsiniz:

  • Örnek: “Termometrelerin çalışma prensibinde kullanılan sıvıların sahip olması gereken özellikleri sıralayınız.”

Bu şekilde, termometre alt başlığına “sayısal” soru eklemeden de bütün konulara değinmiş oluyoruz.

Bu 30 sorunun tümü “iç enerji, ısı, sıcaklık, öz ısı ve ısı sığası” konularına dair sayısal soru niteliğindedir ve termometreler ile ilgili sayısal soru içermemektedir. Çalışmalarınızda kolaylıklar dilerim.

@Aysenurkarc

4

BU KONULAR İLE İLGİLİ 9. SINIF ÖĞRENCİSİ SEVİYESİNDE SÖZEL OLMAYAN SAYISAL 30 TANE SORU OLUŞTURUR MUSUN, ANCAK TERMOMETRE KONUSUNDA SAYISAL SORU OLMASIN?

Cevap:

Aşağıda, 9. sınıf düzeyinde “iç enerji, ısı, sıcaklık”, “ısı, öz ısı, ısı sığası, sıcaklık farkı” gibi temel konuları kapsayan ve tamamen sayısal veriler içeren toplam 30 adet soru bulacaksınız. Bu soruların hiçbiri “termometreler” konusuna yönelik doğrudan bir sayısal soru içermemektedir. Her soru, 9. sınıf düzeyinde temel fizik (ısı ve sıcaklık) bilgisi edinmiş öğrencilerin çözebileceği formatta hazırlanmıştır.

İçindekiler (Table of Contents)

  1. Genel Bakış ve Soru Dağılımı
  2. İç Enerji, Isı ve Sıcaklık İlişkisine Yönelik Sorular (Sorular 1-10)
  3. Isı, Öz Isı, Isı Sığası ve Sıcaklık Farkı İlişkisine Yönelik Sorular (Sorular 11-30)
  4. Özet Tablosu

1. Genel Bakış ve Soru Dağılımı

Bu derlemede:

  • Sorular 1-10: İç enerji, ısı, sıcaklık değişimi ve onların birbiriyle etkileşimi (genel kavramlar ve temel ısıl hesaplama).
  • Sorular 11-30: Öz ısı (c), ısı sığası (C), ısı ile sıcaklık değişimi (Q = m·c·ΔT) ve benzeri kavramlara dayalı sayısal problemler.

Her bir soru, 9. sınıf düzeyine uygun olacak şekilde hazırlanmıştır. Sorularda yer alan sayısal veriler, basit hesaplamalarla çözülebilecek nicel niteliktedir. Yalnızca termometre konusuyla ilgili doğrudan bir sayı, ölçek, vb. dönüştürme gerektiren herhangi bir problem yer almamaktadır.

Aşağıda sıralanan sorular, hangi konuyu vurguladığını başlıkla da yansıtacak şekilde tasarlanmıştır. Soru açıklamalarında yer yer ek bağlam (örneğin cisim adı, maddenin türü gibi) verilmiştir; ancak bazı sorularda ek madde bilgisi (öz ısı değerleri vs.) öğrenci tarafından biliniyor varsayılır veya tablolar/kitap eklerindeki standart verilere başvurulması öngörülür.

2. İç Enerji, Isı ve Sıcaklık İlişkisine Yönelik Sorular (Sorular 1-10)

Soru 1

Kütlesi 5 kg olan bir demir kütlesinin başlangıç sıcaklığı 20 °C iken iç enerjisi U₁ olarak ölçülmüştür. Daha sonra demir kütlesinin sıcaklığı 50 °C’ye çıkarıldığında iç enerjisi U₂ olmaktadır.

  • Eğer ısı alışverişinden dolayı içerisindeki iç enerji miktarının artması 8000 J olarak ölçülmüşse, demir kütlesinin iç enerjisindeki bu değişimi ΔU = U₂ – U₁ formülü ile hesaplayınız.
  • Demirdeki iç enerji değişimi kaç joule’dür? (Deneysel olarak verilmiştir: 8000 J)

Soru 2

Başlangıçta ısı ile ilgili herhangi bir etkileşimde bulunmayan, oda sıcaklığında (25 °C) duran 2 kg kütleli bakır bloğunun, iç enerjisinin 4 × 10⁴ J olduğu ölçülüyor. Bakır bloğu 100 °C’ye ulaşıncaya dek ısıtıldığında iç enerjisinin 4,6 × 10⁴ J olduğu gözleniyor.

  • Buna göre, bakır bloğun iç enerjisindeki değişim ne kadardır?
  • Sıcaklık artışı (100 – 25) °C olduğuna göre, ortalama ısınma sürecinde ne kadar ısı enerjisi kazandığı sonucuna varılır?

Soru 3

25 °C’den 75 °C’ye kadar ısıtılan bir alüminyum bloğunda, deneysel olarak iç enerjisinin 3,2 × 10³ J arttığı biliniyor. Bu sırada bloğun kütlesinin 1,5 kg olduğu ve ısı kaybının ihmal edildiği varsayılıyor.

  • İç enerji artışı kaç joule cinsindedir?
  • Bu bilgiler ışığında, sistemin ısınması için kaç J kadar enerji girişi olması gerektiğini söyleyebiliriz?

Soru 4

Kütlesi 1 kg olan bir maddenin başlangıç iç enerjisi 3000 J iken belirli bir ısıtma işleminden sonra iç enerjisinin 4200 J olduğu ölçülüyor.

  • Maddenin iç enerjisindeki net artış ΔU nedir?
  • Eğer bu maddede sıcaklık değişimi T₂ – T₁ = 30 °C ise, birim sıcaklık artışı başına iç enerji değişimi ortalama ne kadardır? (ΔU / 30)

Soru 5

0 °C’den 50 °C’ye çıkarılan 2 kg’lık bir cisimde, gözlemlenen iç enerji artışı 9000 J olarak kaydedilmiştir.

  • İç enerji artış değeri kaç joule’dür?
  • Cisimle çevre arasındaki ısı alışverişi göz önüne alındığında, bu artış tamamen cisme verilen ısı miktarına mı eşittir?

Soru 6

Belirli bir maddenin başlangıç sıcaklığı 10 °C, kütlesi 0,8 kg ve iç enerjisi 1000 J olarak ölçülüyor. Aynı madde 50 °C’ye ısıtıldığında iç enerjisinin 1800 J olduğu bulunuyor.

  • Maddenin iç enerjisindeki net artış nedir?
  • Bu artış için ısı veren dış kaynağın sağladığı ısı enerjisi minimum kaç joule olmalıdır (ısı kaybını ihmal ediniz)?

Soru 7

Deneysel bir düzende, kütlesi 3 kg olan bir cisim, 20 °C’den 60 °C’ye kadar ısıtıldığında iç enerjisinin 12000 J arttığı ölçülüyor.

  • Bu cisimdeki iç enerji artışı kaç joule’dür?
  • Eğer farklı bir deneyde aynı cisim sadece 20 °C’den 40 °C’ye ısıtılsaydı, orantısal olarak beklenen iç enerji artışı ne kadar olurdu? (Lineer orantı kabul ediniz.)

Soru 8

Kütlesi 2,5 kg olan bir madde, ısıtma sonucu iç enerjisini 5000 J artırmıştır. Başlangıç sıcaklığı 15 °C, son sıcaklığı 35 °C olarak ölçülmüştür.

  • İç enerji değişimi joule cinsinden kaçtır?
  • Bu maddede sıcaklığın 20 °C artmasıyla 5000 J’lük iç enerji artışı gözlendiğine göre, sıcaklık başına ortalama kaç J artış düşmektedir?

Soru 9

1,2 kg kütleli bir cismin başlangıç sıcaklığı 25 °C, iç enerjisi ise 2100 J olarak ölçülüyor. Cisim, bir ısıtıcı yardımıyla 25 °C’ten 55 °C’e çıkarılmış ve bu sırada iç enerjisinin 3000 J olarak ölçüldüğü belirtiliyor.

  • İç enerjideki net artışı hesaplayınız.
  • Isıtma süresince cisim ne kadar enerji kazanmıştır?

Soru 10

Isıl denge konulu bir deneyde, sıcaklığı 20 °C olan bir malzemenin iç enerjisi U₁ = 4000 J olarak saptanıyor. Aynı malzeme, sıcaklığı 80 °C’e ulaştığında U₂ = 5500 J iç enerji değerine sahip oluyor.

  • İç enerjinin artış miktarı nedir?
  • Eğer bu maddeye aktarılan ısı Q “ideal koşullarda” U₂ – U₁ kadarsa, Q değerini kaç J olarak yazabiliriz?

3. Isı, Öz Isı, Isı Sığası ve Sıcaklık Farkı İlişkisine Yönelik Sorular (Sorular 11-30)

Soru 11

Kütlesi 3 kg olan bir demir bloğu, öz ısısı (c) 0,45 J/(g·°C) olarak verilmiştir. Ancak burada dikkat edilmesi gereken, öz ısı biriminin gram cinsinden verilmiş olmasıdır. Demir bloğunun kütlesi kilogram cinsindedir.

  • Demir bloğunun öz ısısını kilogram cinsine göre çevirdiğinizde kaç J/(kg·°C) elde edersiniz?
  • Eğer demir bloğu 20 °C’den 70 °C’ye çıkarılırsa, ne kadar ısı (Q) alınmış olur? (Q = m·c·ΔT)

Soru 12

5 kg kütleli suyun öz ısısı yaklaşık 4,18 J/(g·°C)’dir. (Yine öz ısının gram cinsinden olduğunu unutmayınız.) Su başlangıçta 10 °C’tadır ve sıcaklığı 80 °C’ye kadar yükseltilmek istenmektedir.

  • Su kütlesini gram cinsine çeviriniz.
  • Gerekli ısı miktarını hesaplayınız. (Isı kaybı yok farz ediniz.)

Soru 13

2 kg kütleli, öz ısısı 0,90 J/(g·°C) olan bir madde, 25 °C’den 45 °C’ye kadar ısıtılıyor.

  • Maddenin öz ısısını J/(kg·°C) cinsine dönüştürünüz.
  • Gerekli ısı miktarını (Q) hesaplayınız.

Soru 14

Öz ısısı c = 4200 J/(kg·°C) olan su örneğinden, 1,5 kg kütleli bir miktar ele alındığını varsayalım. Bu suyun sıcaklığı 15 °C’den 60 °C’ye çıkarıldığında ne kadar ısı alması gerektiğini hesaplayınız. (Q = m·c·ΔT)

Soru 15

1 kg kütleli bir yağ örneğinin öz ısısı 2100 J/(kg·°C) olsun. Yağın sıcaklığı 5 °C’den 55 °C’ye çıkarılmak isteniyor.

  • Gerekli ısı miktarı ne kadardır?
  • Eğer ısıtma sisteminiz maksimum 2100 J/s (yani 2100 Watt) enerji aktarabiliyorsa, bu işlem ideal koşullarda kaç saniye sürer?

Soru 16

Öz ısısı c = 900 J/(kg·°C) olan alüminyumdan yapılma 0,8 kg’lık bir blok, 10 °C’den 80 °C’ye ısıtılıyor.

  • Blok bu sıcaklık artışı için ne kadar ısı almalıdır?
  • Aynı ısı miktarı 500 J/s gücünde bir ısıtıcıyla sağlanırsa ısıtma süresi kaç saniye sürer?

Soru 17

Isı sığası (C), cisimlerin kütlesiyle birlikte öz ısısına bağlıdır ve C = m·c formülü ile ifade edilir. Kütlesi 2,5 kg, öz ısısı c = 500 J/(kg·°C) olan bir cismin ısı sığası nedir? Bu cisim sıcaklığını 40 °C arttırmak için ne kadar ısıya ihtiyaç duyar?

Soru 18

3 kg kütleli bir maddenin ısınması için gereken ısı miktarı, öz ısısı c = 1200 J/(kg·°C) olarak verilmişse, sıcaklık 20 °C yükseldiğinde ne kadar ısı alınmış olur? Eğer bu maddenin ısı sığasını (C) ayrı olarak hesaplarsanız değeri nedir?

Soru 19

Bir maddenin ısı sığası (C) 4000 J/°C olarak ölçülmüştür. Maddenin kütlesi 2 kg olduğuna göre, bu maddenin öz ısısı ne kadardır? (c = C / m) Eğer maddenin sıcaklığı 15 °C’den 45 °C’ye çıkarılırsa gaz veya sıvı haldeyse ne kadar ısı çekmesi gerekir?

Soru 20

5 kg kütleli bir maddenin öz ısısı 600 J/(kg·°C)’dir. Bu madde 10 °C’den 70 °C’ye kadar ısıtılmak isteniyor.

  • Ne kadar ısının gerekli olduğunu bulunuz.
  • Sıcaklığını 70 °C’den tekrar 10 °C’ye soğutmak (aynı ortamda geri soğuma gibi) için dışarıya ne kadar ısı verilmesi gerektiğini tahmin edersiniz?

Soru 21

4 kg kütleli bir maddenin ısı sığası 8000 J/°C olarak bilinmektedir. Maddeyi 25 °C’den 40 °C’ye ısıtmak için gereken ısı ne kadardır? Buradan hareketle maddenin öz ısısını bulunuz.

Soru 22

Öz ısısı 450 J/(kg·°C) olan bir katı madde düşünelim. Bu madde 2 kg kütleye sahiptir. Başlangıç sıcaklığı 30 °C, son sıcaklığı 60 °C olmak üzere ısıtıldığında Q ne kadar olur? Eğer bu ısıtma sırasında enerjinin yarısı kaybedilmiş olsaydı (örneğin izolasyon zayıf), gerçekte kaç joule enerji harcanmış olmak gerekirdi?

Soru 23

Bir maddenin kütlesi m = 2 kg, öz ısısı c = 1000 J/(kg·°C) ise:

  • Maddenin ısı sığası (C) nedir?
  • Sıcaklığı 15 °C artırmak için ne kadar ısı gerekir?
  • Sıcaklık artışı 2 katına (yani 30 °C’ye) çıktığında gerekli ısı miktarı nasıl değişir?

Soru 24

Isı sığası C = 1500 J/°C olan bir maddenin kütlesi 1,5 kg ise:

  • Maddenin öz ısısını hesaplayınız. (c = C / m)
  • Bu madde sıfır kayıpla 10 °C’den 55 °C’ye ısıtılacaksa gereken ısı miktarı ne olur?

Soru 25

2 kg kütleli bir madde, 15 °C’den 60 °C’ye ısıtıldığında, Q = 60.000 J ısı aldığı ölçülmüştür. Bu veriye göre maddenin öz ısısını hesaplayınız. Ardından, eğer aynı madde 60 °C’den 80 °C’ye ısıtılmak istenseydi kaç joule daha ek ısı gerekirdi?

Soru 26

6 kg kütleli bir maddenin öz ısısı 400 J/(kg·°C) olarak biliniyor. Maddenin sıcaklığı 25 °C’den 55 °C’ye yükselirken Isı = m·c·ΔT formülünü kullanarak gelen ısıyı hesaplayınız. Eğer sistemde %20 ısı kaybı varsa, ısı kaynağının gerçekte sağlaması gereken ısı kaç joule’dür?

Soru 27

1 kg kütleli ve c = 900 J/(kg·°C) öz ısısına sahip bir maddenin sıcaklığı T₁ = 20 °C’den T₂ = 100 °C’ye çıkarılıyor.

  • Ne kadar ısı enerjisi gereklidir?
  • Eğer madde su yerine alüminyum ise (yani c = 900 J/(kg·°C)), bulduğunuz enerji değerini doğrudan yazınız. Öğrenci, suyun öz ısısının 4200 J/(kg·°C) olduğunu zaten biliyorsa, aynı kütle ve sıcaklık farkı için suya gereken ısıyı kıyaslayarak ne gibi bir fark gözlemlenebileceğini tartışınız (burada sadece sayısal değeri kıyaslayın).

Soru 28

Bir öğrenci, 2 kg kütleli bir cisme c = 1300 J/(kg·°C) öz ısısı olduğunu varsayar. Bu cisim, 10 °C başlangıç sıcaklığından 50 °C’ye ısıtılırken Isı = ?

  • Gerekli ısıyı hesaplayınız.
  • Eğer işlemin sonunda dış ortama yayılan ısı kaybı 500 J ise, kaynaktan gerçekte kaç J ısı alınmıştır?

Soru 29

3,5 kg kütleli bir maddenin öz ısısı 700 J/(kg·°C). Maddenin sıcaklığı 5 °C’den 55 °C’ye kadar yükseltildiğinde ne kadar ısı gerektiğini hesaplayınız. Öğrenci, ısı sığası (C) yöntemini kullanmadan (Q = m·c·ΔT formülüyle doğrudan) işlem yapabilmektedir. Ayrıca ısı sığası C’yi de bulunuz.

Soru 30

4 kg kütleli bir katının, c = 500 J/(kg·°C) öz ısısı olduğu deneysel olarak saptanmıştır. Bu katı, T₁ = 30 °C iken T₂ = 90 °C’ye ısıtıldığında ne kadar ısı çekmesi gerekir? Eğer ısıtma işlemi, saatte 120 kJ (saatte 120.000 J) ısı sağlayabilen bir sistemle yapılıyorsa teorik olarak kaç saat sürer?

4. Özet Tablosu

Aşağıdaki tabloda, her sorunun numarası, temel konusu (ör. iç enerji mi, öz ısı mı vb.) ve odaklandığı nicelik (kütle, sıcaklık farkı, ısı miktarı vb.) özetlenmiştir:

Soru No Konu Odak Noktası
1 İç enerji değişimi (Örnek demir bloğu) ΔU = 8000 J
2 İç enerji değişimi (Bakır bloğu) ΔU hesabı
3 İç enerji artışı (Alüminyum bloğu) İç enerji farkı + kütle
4 İç enerji ve sıcaklık artışı ΔU, birim sıcaklık başına enerji
5 İç enerji artışı (0 °C → 50 °C) Uygulanan ısı = İç enerji artışı?
6 İç enerji farkı, 0,8 kg madde ΔU, gereken ısı
7 İç enerji artışı, orantısal hesaplama 20 °C → 60 °C ve 20 °C → 40 °C karşılaştırma
8 2,5 kg maddenin iç enerji artışı ΔU, sıcaklık başına enerji
9 1,2 kg cisim, 25 °C → 55 °C Net artış, kazanılan enerji
10 20 °C → 80 °C iç enerji ölçümü ΔU, Q = ΔU?
11 Öz ısı birim dönüşümü (g → kg) Q = m·c·ΔT
12 Su ısıtma (öz ısı gram cinsinden) Toplam ısı hesabı
13 2 kg maddenin J/(kg·°C) dönüşümüne dayalı ısı hesabı c dönüşümü, Q hesaplama
14 Suyun öz ısısı (4200 J/(kg·°C)) Q = m·c·ΔT
15 1 kg yağ, c = 2100 J/(kg·°C) Gerekli ısı ve ısıtma süresi
16 Alüminyum blok, c = 900 J/(kg·°C) Q, ısıtıcı gücüyle zaman hesabı
17 Isı sığası (C = m·c) Sıcaklık 40 °C artışı
18 3 kg madde, c = 1200 J/(kg·°C) ΔT = 20 °C, ısı sığası
19 Isı sığası = 4000 J/°C, kütle = 2 kg c ve Q hesabı
20 5 kg, c = 600 J/(kg·°C), 10 °C → 70 °C Isıtma ve soğutmada gerekli ısı
21 Isı sığası = 8000 J/°C, kütle = 4 kg Q ve c hesaplama
22 Öz ısısı = 450 J/(kg·°C), 2 kg Gerçek ısı harcaması (yarı kayıp vars.)
23 m = 2 kg, c = 1000 J/(kg·°C) Isı sığası, lineer artış
24 Isı sığası = 1500 J/°C, m = 1,5 kg c ve Q hesabı
25 2 kg, 15 °C → 60 °C, Q = 60.000 J c ve ek ısı hesabı
26 6 kg, c = 400 J/(kg·°C), %20 kayıp Net ve gerçek ısı
27 1 kg, c = 900 J/(kg·°C), 20 °C → 100 °C Q, suya kıyas farkı
28 2 kg, c = 1300 J/(kg·°C), 10 °C → 50 °C Net ısı, kayıp sonrası ısı
29 3,5 kg, c = 700 J/(kg·°C), 5 °C → 55 °C Q = m·c·ΔT, ısı sığası
30 4 kg, c = 500 J/(kg·°C), 30 °C → 90 °C Q ve ısıtma süresi

Bu 30 sorunun her biri, 9. sınıf düzeyinde temel ısı ve sıcaklık kavramlarının pekiştirilmesi amacıyla hazırlanmıştır. Öz ısı, ısı sığası ve iç enerji artışı arasındaki ilişkiler, öğrencilerin Q = m·c·ΔT formülü ve ΔU hesaplamalarıyla fiziksel olayları niceliksel olarak kavramalarına destek olacaktır.

Sorularda özellikle “termometre” konusundaki ölçek dönüştürme veya benzeri doğrudan sayısal soru bulunmamaktadır. Soru metinlerinde gerçeğe yakın ama basitleştirilmiş sayısal değerler kullanılmıştır. Öğrencilerden, ısı kaybının genelde ihmal edildiği veya belli bir yüzde kaybının dikkate alındığı durumlarda, termodinamiğin temel prensipleri çerçevesinde ısı enerjisi hesaplamalarını yerine getirmeleri beklenmektedir.

@Aysenurkarc