Isica yalitilmiş ortamda egit zaman araliklarinda gf A miktarda isı veren bir isitict ile 1sitilan buzun sicaklik-zaman

LİSE
1

n
an
Isica yalitilmiş ortamda egit zaman araliklarinda gf
A miktarda isı veren bir isitict ile 1sitilan buzun
sicaklik-zaman grafiği şekildeki gibidir.
ASicakik (K)
Grafikteki verilere göre,
50. dakikada kapta buz ve su karişımı bulunmaktadır.
Buzun erime isisilsyyun buharlaşma (sısindań daha
büygktúrS
Sayun kat ve sivi hâldeki SIa sittir.
yargılarından hangileri doğrudur?
A) Yalniz!
730 735 Zaman
(dakika)
B) Yalnız ll
D) l ve tt
C) Tve l

Soru Görseli
Soru Görseli880×800 70.8 KB

2

Isıtılan Buzun Sıcaklık-Zaman Grafiği Analizi

:light_bulb: KULLANILAN FORMÜLLER:

  1. Sıcaklık değişimi sırasında: Q = m \cdot c \cdot \Delta T
  2. Hal değişimi sırasında: Q = m \cdot L
    (Eşit zaman aralıklarında eşit ısı verildiği için zaman ekseni ısı miktarı ile doğru orantılıdır.)

:brain: ÇÖZÜM ADIMLARI:

Adım 1 — Grafiğin Bölgelerini Tanımlama
Grafikte sıcaklığın sabit kaldığı bölgeler hal değişimi bölgeleridir:

  • 0 - 10 dk: Buzun sıcaklığı $263 K$’den $273 K$’e çıkıyor (Katı hâl).
  • 10 - 90 dk: Buz eriyor (Katı + Sıvı karışımı). Sıcaklık 273 K (0^\circ C)’de sabit.
  • 90 - 190 dk: Su ısınıyor (Sıvı hâl). Sıcaklık $273 K$’den $373 K$’e çıkıyor.
  • 190 - 730 dk: Su buharlaşıyor (Sıvı + Gaz karışımı). Sıcaklık 373 K (100^\circ C)’de sabit.

Adım 2 — Birinci Yargının Analizi (50. dakika)
Erime olayı 10. dakikada başlayıp 90. dakikada bitmektedir. 50. dakika bu aralıkta olduğu için kapta henüz erimemiş buz ve erimiş su birlikte bulunur.

  • Sonuç: I. yargı DOĞRUDUR.

Adım 3 — İkinci Yargının Analizi (Erime ve Buharlaşma Isısı)
Isıtıcının gücü sabit olduğundan geçen süre verilen ısı ile orantılıdır (Q = P \cdot t).

  • Erime süresi: 90 - 10 = 80 dakika. (Q_{erime} = m \cdot L_e)
  • Buharlaşma süresi: 730 - 190 = 540 dakika. (Q_{buhar} = m \cdot L_b)
    Aynı kütle (m) için buharlaşma süresi (540 dk), erime süresinden (80 dk) çok daha büyüktür. Bu durumda L_b > L_e olur. Yargıda erime ısısının daha büyük olduğu söylenmiş.
  • Sonuç: II. yargı YANLIŞTIR.

Adım 4 — Üçüncü Yargının Analizi (Öz Isı Karşılaştırması)
Sıcaklık değişim bölgelerindeki eğimleri (Q = m \cdot c \cdot \Delta T) inceleyelim:

  • Katı (Buz) için: 10 dakikada \Delta T = 10 K. (10 \cdot P = m \cdot c_{buz} \cdot 10 \Rightarrow m \cdot c_{buz} = P)
  • Sıvı (Su) için: 190 - 90 = 100 dakikada \Delta T = 100 K. (100 \cdot P = m \cdot c_{su} \cdot 100 \Rightarrow m \cdot c_{su} = P)
    Her iki durumda da ısı sığası (m \cdot c) değeri P değerine eşit çıkmaktadır. Kütle aynı olduğu için öz ısılar (c) eşittir.
  • Sonuç: III. yargı DOĞRUDUR.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
:white_check_mark: CEVAP: C) I ve III
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

:bullseye: TEMEL KAVRAMLAR:

1. Isı Sığası (m \cdot c)

  • Tanım: Bir maddenin sıcaklığını 1^\circ C değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.
  • Bu problemde: Grafikteki eğimlerin (sıcaklık değişimi / zaman) oranlanmasıyla katı ve sıvı haldeki ısı sığalarının eşit olduğu kanıtlanmıştır.

2. Hal Değişim Isısı (L)

  • Tanım: Maddenin hal değiştirmesi için birim kütle başına alması gereken ısıdır.
  • In this problem: Grafikte sıcaklığın sabit kaldığı yatay çizgilerin uzunluğu, hal değişimi için gereken toplam ısıyı (ve süreyi) belirler.

:warning: SIK YAPILAN HATALAR:

:cross_mark: Zamanı Isıdan Bağımsız Düşünmek

  • Yanlış: Zaman eksenini sadece süre olarak görmek.
  • Doğru: Soru kökünde “eşit zaman aralıklarında eşit ısı” denildiği için zamanı doğrudan Q (ısı) olarak işleme almalısınız.
  • Neden: Fizik sorularında grafik eksenlerindeki tanımlamalar çözümü doğrudan etkiler.

Bu çözümdeki öz ısı karşılaştırmasını (III. öncül) farklı grafik değerleri için de yapmamı ister misin?