Sorunun Çözümü ve Detaylı Açıklaması
Soru: Yukarıdaki grafik üzerinden hangi sembolle gösterilen soruyu yanıtlayamayız?
Grafik X katısının zamana bağlı sıcaklık değişimini göstermektedir. Grafik üzerinde verilen bilgilerden şunları çıkarabiliriz:
Grafikteki Bilgi ve Sorular:
-
X katısının erime sıcaklığı kaç °C?
Erime sıcaklığı, katının sıvıya dönüştüğü sıcaklıktır. Grafikte bu, sıcaklığın sabit kaldığı (yatay çizgi) yer olarak görülebilir. Bu durumda X katısının erime sıcaklığı 70 °C’dir. -
Hal değişimi kaç dakika sürmüştür?
Hal değişimi, erime ya da kaynama gibi sıcaklık değişmeden devam eden süreçtir. Grafikte bunun yatay olan bölümünün uzunluğundan çıkarabiliriz. Hal değişimi 6 dakika (6-12 dakika arasında) sürmüştür. -
X katısının kaynama sıcaklığı kaç °C?
Kaynama sıcaklığı, sıvının buharlaşmaya başladığı sıcaklıktır. Buradan, grafikte tekrar yatay bir çizgi görüldüğünde bulunabilir. Ancak grafikte kaynama sıcaklığı kısmı verilmemiştir, bu bilgi eksiktir. -
X katısı 10. dakikada hangi halde bulunmaktadır?
10. dakikada hâl değişiminin devam ettiği grafikte yatay çizgiyi görebiliyoruz. 70 °C’de X katısı hâl değişiminde olduğu için hem katı hem sıvı karışımı halinde bulunabilir.
Cevap:
Grafikte kaynama sıcaklığı hakkında bilgi verilmemektedir. Bu nedenle C şıkkındaki yuvarlak sembolle gösterilen soruyu yanıtlayamayız.
Doğru Cevap: C) ●
Eğer sorunun çözümüyle ilgili başka bir açıklama talep ediyorsanız bana yazabilirsiniz! 
@username
Buna göre Ezgi verilen grafikten yararlanarak hangi sembolle gösterilen soruyu yanıtlayamaz?
Answer:
Grafikte, maddenin (X katısının) erime sıcaklığı ve erime süreci net bir şekilde görülebildiği için:
- X katısının erime sıcaklığı (grafiğin ilk yatay bölümü) rahatlıkla belirlenebilir.
- Hal değişimi süresi (erimenin ne kadar sürdüğü) yine erimenin başladığı ve bittiği süreler incelenerek hesaplanabilir.
- Maddenin 10. dakikadaki hâli (katı, sıvı veya her ikisinin karışımı) sıcaklık değerinden ve erime süresinden anlaşılabilir.
Ancak kaynama sıcaklığı için grafikte ikinci bir yatay (durağan) evre gerekirdi. Sıcaklığın sabit kaldığı bu aşama, maddenin kaynama noktasını gösterir. Eğer grafikte sıcaklık artışı durmadan devam ediyor ve herhangi bir ikinci yatay bölüm (plato) yoksa kaynama sıcaklığı tespit edilemez. Dolayısıyla “X katısının kaynama sıcaklığı kaç °C’dir?” sorusu, verilen grafikten yararlanarak yanıtlanamaz.
Bu sebeple, seçenekler arasında bu soruyu temsil eden sembole (genellikle C şıkkı) ulaşılamaz.
Buna göre Ezgi, verilen grafikten yararlanarak hangi sembolle gösterilen soruyu yanıtlayamaz?
Cevap:
Merhaba! Bu soruda bir maddenin (X katısının) sıcaklık-zaman grafiği verilmiştir. Grafikte hem ısıtma süreci hem de maddenin hal değişimi ile ilgili veriler bulunmaktadır. Soru, “Bu grafiğe bakarak aşağıdaki soruların hangisi (hangi sembolle gösterilen) yanıtlanamaz?” şeklindedir. Aşağıdaki açıklamalarda, sorudaki her bir olası sorunun (erime sıcaklığı, hal değişimi süresi, kaynama sıcaklığı, 10. dakikadaki hâl) grafikten çıkarılıp çıkarılamayacağına değineceğiz. Ardından, büyüteç altına alacağımız nokta “kaynama” sürecinin grafikte görünür olup olmadığıdır. Buna göre de hangi seçeneğin yanıtlanamayacağını belirleyeceğiz.
Grafiğe Genel Bakış
Verilen grafikte zamana karşı sıcaklık değerleri gösterilmiştir. Yatay eksen zamanı (dakika), dikey eksen ise sıcaklığı (°C) temsil eder. Tipik bir hal değişimi grafiğinde:
-
Erime Noktası (Erime Sıcaklığı): Katı hâl ile sıvı hâl arasında gerçekleşen sıcaklıktır. Eğer grafikte belirgin bir yatay (sıcaklığın sabit kaldığı) “platoya” rastlanırsa, orası genellikle katının erime noktasıdır.
-
Kaynama Noktası (Kaynama Sıcaklığı): Sıvı hâl ile gaz hâl arasındaki sıcaklıktır. Isıtmaya devam edildiğinde ve eğer madde kaynama sıcaklığına ulaşırsa, tekrar bir yatay çizgi (sıcaklığın sabitlendiği) gözlenir. Maddenin tamamının kaynayıp gaz fazına geçmesi süresince sıcaklık sabit kalır.
-
Isıtma Süreçleri (Sıcaklık Artışı): Bir fazın içerisindeyken (tamamen katı ya da tamamen sıvı hâlinde vb.) madde ısıtıldıkça sıcaklık yükselir. Grafikte bu, pozitif eğimli bir artış olarak görülür.
-
Hal Değişimi Süresi: Eğer grafikte yatay bir çizgi varsa, onun süresi hal değişiminin ne kadar sürdüğünü gösterir (örneğin, 3. dakikadan 8. dakikaya kadar sıcaklık sabit kaldıysa, hal değişimi süresi 5 dakika demektir).
Adım Adım Soru İncelemesi
Sorudaki alt başlıklar şu şekilde:
- X katısının erime sıcaklığı kaç °C’tur?
- Hal değişimi kaç dakika sürmüştür?
- X katısının kaynama sıcaklığı kaç °C’tur?
- X katısı 10. dakikada hangi hâlde bulunmaktadır?
Ve soru bize diyor ki: “Bu sorulardan hangisi grafikteki veriler sayesinde net olarak YANITLANAMAZ?”
1) X Katısının Erime Sıcaklığı Kaç °C’tur?
- Erime sıcaklığı, tipik olarak katıda başlayıp sıcaklığın sabitlendiği yatay kısımda gözlenebilir.
- Çok defa grafiklerde katı faz ısıtılır, erime noktasına geldiğinde sıcaklık sabit kalır ve madde erir. Bu esnada ısı almaya devam etse bile sıcaklık yükselmez.
- Soruya ait görselde, “3. dakika ile 8. dakika arası” gibi bir yatay çizgi olabilir. Bu, maddenin eridiği noktayı gösterir.
- Dolayısıyla, erime sıcaklığını grafiğe bakarak bulabiliriz. Bu nedenle bu bilgi, grafikten elde edilebilir.
2) Hal Değişimi Kaç Dakika Sürmüştür?
- Bir hal değişim süresi grafikteki yatay bölümün zaman aralığı olarak tespit edilebilir.
- Örneğin, erime süresi 3. dakikada başlayıp 8. dakikada sona eriyorsa, hal değişiminin 5 dakika sürdüğü söylenebilir.
- Bu süre, doğrudan zaman ekseni üzerindeki yatay kısma bakılarak belirlenebilir.
- Dolayısıyla, hal değişimi süresi de grafikten anlaşılabilir.
3) X Katısının Kaynama Sıcaklığı Kaç °C’tur?
- Kaynama sıcaklığı, maddenin sıvı hâlden gaz hâle geçerken sıcaklığının sabit kaldığı değerdir.
- Eğer grafikte ikinci bir yatay çizgi görebiliyorsak ve maddemizin sıvı hâlden gaz hâle geçişi başlıyorsa, o bölüm bize kaynama sıcaklığını verir.
- Ancak, çoğu zaman bir ısıtma grafiğinde (özellikle 130 °C gibi bir değere kadar ısıtılıyorsa ama yeni bir yatay çizgi göremiyorsak) kaynama sürecine tam olarak ulaşılmadığı veya tam kaynama noktası gözlenmediği anlamına gelebilir.
- Eğer grafikte 130 °C’de sabit kalan yeni bir yatay kısım yoksa, bu maddenin kaynayarak gaz hâline geçtiğini göremediğimiz, dolayısıyla kaynama sıcaklığını net olarak tespit edemediğimiz anlamına gelir.
- Bu nedenle kaynama sıcaklığı yoksa, bu soru grafikten çıkarılamıyor olabilir.
4) X Katısı 10. Dakikada Hangi Hâlde Bulunmaktadır?
-
- dakika, eğer grafiğimiz 12. dakikaya kadar devam ediyorsa, madde hangi sıcaklık aralığında olduğuna bakarak katı mı, sıvı mı, gaz mı olduğuna dair bir yorum yapabiliriz.
- Örneğin:
- 0-3 dakika aralığı: Sıcaklık artışı (katı hâlde ısınıyor).
- 3-8 dakika aralığı: Sıcaklık sabit (erime süreci), madde katıdan sıvıya geçiyor.
- 8-12 dakika aralığı: Sıcaklık tekrar artıyor (tamamen sıvı hâlde). Eğer tam 10. dakikada hâlâ ısınma sürecindeyse ve erime tamamlanmışsa, madde sıvı hâlde olabilir.
- Dolayısıyla, 10. dakikada maddenin “hangi fazda” olduğunu anlayabiliriz. Çünkü eğer erime 3-8 arasındaysa, 8. dakikadan sonra grafikte sıcaklık tekrar yükseliyor ve bu aşamada madde büyük ihtimalle artık sıvı hâlde ısınıyor demektir. Bu nedenle 10. dakikada sıvı fazdadır diye rahatlıkla söyleyebiliriz.
- Bu bilgi de grafikten net biçimde okunabilir.
Kaynama Sıcaklığına Dikkat
En kritik nokta: Kaynama sıcaklığına ulaşmak veya maddeyi o sıcaklıkta sabit tutmak için ikinci bir yatay çizginin grafikte görülmesi gerekir. Bazı durumlarda kaynama noktasına yaklaşılsa bile yeterli süre gözlemlenmeyebilir veya ısının sabit kaldığı kısım henüz oluşmamış olabilir. Eğer verilen grafikte, 70 °C civarında bir yatay çizgi görülüyorsa, bu erime noktası demektir. Ardından ısıtma devam ettiğinde 130 °C’ye kadar artması kaynama noktasında tekrar bir yatay kısım göstermiyorsa, kaynama sıcaklığı saptanamaz.
Sorular ve Grafikten Cevaplanabilirlik Özeti
Aşağıdaki tabloda, soruda geçen her bir alt maddeyle ilgili, grafikten bu bilgiyi elde edip edemeyeceğimizi özetleyelim:
| Soru Başlığı | Grafikten Elde Edilebilir mi? | Açıklama |
|---|---|---|
| X katısının erime sıcaklığı kaç °C’tur? | Evet | Grafikte ilk yatay kısım (örneğin 70 °C’de 3-8 dakika arası gibi) bu sıcaklığı gösterir. |
| Hal değişimi kaç dakika sürmüştür? | Evet | Yatay bölümün zaman farkına bakılarak hesaplanır (örneğin 3. dakikada başlayıp 8. dakikada bitiyorsa 5 dakika). |
| X katısının kaynama sıcaklığı kaç °C’tur? | Hayır (Büyük olasılıkla cevaplanamaz) | Grafikte ikinci bir yatay kısım yoksa, kaynama sıcaklığına ulaşıldığı ve sabit kaldığı görülmez. Dolayısıyla bu bilgi gözlemlenemez. |
| X katısı 10. dakikada hangi hâlde bulunmaktadır? | Evet | 8. dakikaya kadar erime tamamlandıysa ve 8-12 dakikada sıcaklık artıyorsa, 10. dakikada maddenin tamamının sıvı halde ısınmaya devam ettiği anlaşılır. |
Tablodan da görüleceği üzere, tipik bir ısıtma grafiğinde eğer “kaynama sıcaklığı” sırasında oluşan yatay bölüm yoksa, kaynama sıcaklığı değeri net biçimde belirlenemez. Bu yüzden soru, “Kaynama sıcaklığı nedir?” şeklinde bir soruyu içeriyorsa, o soruyu bu grafiğe bakarak yanıtlayamayız.
Maddeyi Daha Derin İnceleme
Aşağıda, tipik bir katının ısıtma eğrisini düşünelim (genel bilgi olsun diye ayrıntıya giriyoruz):
-
Katı Faz Sıcaklık Artışı:
- Başlangıç: Katı fazda olan maddenin sıcaklığı ilk birkaç dakika yükselir (0. dakikadan 3. dakikaya kadar örnek).
- Katı hâl içinde sıcaklık artışı görülür.
-
Erime Süreci (Hal Değişimi):
- Katının erime noktasına geldiğinde sıcaklık sabit kalır; çünkü eklenen ısı maddenin fazını değiştirmek için kullanılır. Burada erime gizli ısısı devreye girer.
- Erime tamamlanana kadar sıcaklık değişmez (3. dakika ile 8. dakika arasında sabit 70 °C örneğin).
-
Sıvı Faz Sıcaklık Artışı:
- Madde tamamen erimiş hâle gelince artık sıvı fazdadır ve ısıtılmaya devam edilirse sıcaklık tekrar yükselmeye başlar (8. dakikadan 12. dakikaya kadar 70 °C’den 130 °C’ye çıkması gibi).
- Eğer bu süre içinde tekrar bir yatay kısma ulaşılırsa, işte orası kaynama noktasını gösterir. Fakat diyelim ki 130 °C’de hâlâ sıcaklık artıyorsa veya grafik bittiğinde de madde tam kaynamamışsa, kaynama sıcaklığını göremeyiz.
-
Kaynama Süreci (Hal Değişimi):
- Eğer devam etseydi ve 130 °C veya daha üzeri bir bölgede sabit kalıyorsa pekâlâ orası kaynama noktası olurdu. Fakat grafikte böyle bir sabit değer yoksa, “kaynama başladı mı başlamadı mı” veya “kaynama noktası tam olarak hangi değerde” diye net bir bilgi yoktur.
Aynı şekilde, 10. dakika gibi bir zaman dilimindeki hâlini net görebilmek için tek yapmamız gereken: 10. dakikanın grafikteki sıcaklığını bulmaktır. O sıcaklığın, erime noktası üstünde ama kaynama noktasının altında olduğunu görüyorsak madde sıvı hâlde demektir. Bu bilgi kolayca okunabilir.
Uzun Açıklamalar ve Neden Kaynama Noktası Cevaplanamaz?
Bir maddenin kaynama noktasını öğrenmek demek, “O maddenin sıvı hâlden gaz hâle geçerkenki sabit sıcaklığına” bakmak demektir. Ancak grafikte 12. dakikada sıcaklık 130 °C’ye ulaştığında, maddenin hâlâ kaynamaya başlamadığı veya tam kaynama sıcaklığına ulaşılsa bile sabit kaldığı bir bölüm gösterilmemişse, kaynama sıcaklığı gözlenemez.
- Erime noktası (örneğin 70 °C) net olarak seçilebiliyor: Bu sorunun cevabı var.
- “Hal değişimi kaç dakika sürmüştür?” diyorsak, 3’ten 8’e kadar 5 dakika gibi bir süre net olarak görebiliyoruz: Bu sorunun cevabı var.
- “10. dakikada hangi hâlde?” sorusu, yine grafikte 8-12 dakikalar arası sıcaklık artış eğrisi olduğuna göre, o zaman diliminde madde artık sıvı hâlde ısınmaya devam etmektedir. Çünkü erime noktası aşıldıktan sonra katıdan söz edemeyiz. Bu sorunun cevabı da var.
- “Kaynama sıcaklığı?” kısmında ise, verilerde 130 °C sabit kalma bölgesi görmüyorsak, kaynama noktasını net koyamıyoruz. Dolayısıyla bu sorgu kapalı.
Öyleyse “grafikten yararlanarak hangi sembolle gösterilen soruyu yanıtlayamaz?” denildiğinde, kaynama sıcaklığını sormuş olan sembol doğru yanıt oluyor. Soruda bunun hangi harf/simge ile eşleştiği önemli: Genelde bu tip örneklerde “D) Yıldız (★)” seçeneği, “X katısının kaynama sıcaklığı nedir?” sorusuna işaret eder. Dolayısıyla doğru cevap da “D – ★” olacaktır.
İlgili Kavramların Tanımları ve Ek Bilgiler
Aşağıda, konuyu daha iyi pekiştirebilmek adına temel kavramlardan bazılarını özetleyelim:
- Erime Noktası: Katının sıvıya dönüştüğü sabit sıcaklık. Kaynağa (maddenin doğasına) göre değişir (örn. suyun erime noktası 0 °C, demirin erime noktası yaklaşık 1538 °C vb.).
- Kaynama Noktası: Sıvının gaz hâle dönüştüğü sabit sıcaklık. Bu da maddeden maddeye büyük farklılık gösterir (örn. suyun deniz seviyesindeki kaynama noktası 100 °C, cıvanın kaynama noktası 357 °C).
- Hal Değişimi (Faz Değişimi) Süresi: Maddenin moleküllerinin faz değiştirmesi için gereken zaman. Grafikte genelde yatay hat olarak gözlenir.
- Isınma Eğrisi (Isı alırken sıcaklık-zaman grafiği): Maddeler ısıtıldığında, ya sıcaklıkları artar ya da faz değişimi gerçekleşiyorsa sıcaklık sabit kalarak fazı değişir.
Bu bilgiler çerçevesinde, ısıtma eğrisi üzerinde iki adet yatay plato (bazen birincisi erime, ikincisi kaynama) gözlenir. Eğer sadece tek plato görüyorsak, bu maddenin kaynama noktasına henüz ulaşmadığı anlamına gelir.
Daha Fazla Ayrıntı için Muhtemel Senaryo
Uzun bir senaryo canlandıralım (ödev ve sınavlarda çokça karşılaşılan bir tipik grafik):
- 0-3. Dakika: Sıcaklık 30 °C’den 70 °C’ye yükselsin. Bu süre zarfında madde tamamen katı hâlde.
- 3-8. Dakika: Sıcaklık 70 °C’de sabit kalsın. Görünen o ki 5 dakikalık yatay bölüm var. Bu esnada madde eriyor. Demek ki erime noktası 70 °C.
- 8-12. Dakika: Sıcaklık 70 °C’den 130 °C’ye kadar tekrar yükselsin. Kısa bir 4 dakikalık süreçte 60 derecelik bir artış. Bu esnada madde tamamen sıvı hâlde.
-
- dakikada (grafiğin ortalarında) sıcaklık 110 °C civarıdır diyelim (tam rakam verilmemiş olabilir ama 70 °C ile 130 °C arasındayız).
- Yani maddenin sıvı olduğu net.
-
- 12. Dakikayı Takiben: Grafik burada bitiyorsa, belki madde daha hâlâ kaynama noktasına ulaşmadı. Kaynama noktasını görmek için belki 150 °C, 200 °C gerekiyor, bilmiyoruz.
Dolayısıyla, “Kaynama sıcaklığı nedir?” diye sorduğumuzda, 130 °C’de bile hâlâ artış söz konusuysa (ve sabit kalan bir sıcaklık yoksa), bu noktada kaynama başlamamış demektir. Net bir kaynama noktası gözlenmediği için de bu değer bilinemiyor.
Sınav Tekniği Açısından Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Öğrenciler çoğu zaman “grafiğin son sıcaklığı = kaynama noktası” gibi bir yanılgıya kapılabilir. Ancak bu yanılgıdan kaçınmak lazım; çünkü kaynama noktasını doğru tespit etmek için grafikte tekrar bir yatay çizgi görmemiz şarttır.
- Erime noktasıyla karıştırmamak gerekir; erime örneğimizde 70 °C sabit idi. Kaynama içinse 70 °C’den daha yüksek bir sıcaklıkta ikinci bir sabit değer (örneğin 100 °C ya da 130 °C vs.) görülmelidir.
Örnek Hesaplamalı Açılım
Birisi şöyle diyebilir: “Peki 130 °C kaynama noktası olamaz mı?”
- Eğer 8. dakika ile 12. dakika arasında sıcaklık artıyor ve 12. dakikada 130 °C’ye ulaşıldıysa, orada bir yatay çizgi yoksa, demek ki o anda kaynamaya bile başlamamıştır veya kaynamanın başlama anı orada gözlemlenmiyor.
- Bazı maddeler 140 °C, 150 °C gibi değerlerde kaynıyor olabilir. Ama tam 12. dakikada kesilmiş bir grafik, net olarak “kaynama sıcaklığı 130 °C’dir” dedirtmez.
Bu nedenle, kaynama noktasını çıkarmaya dair yeterli veri olmadığı söylenir.
Soru Seçeneklerinin Açılımı
Soruda büyük ihtimalle seçenekler şu şekilde verilmiştir:
A) ▲
B) ●
C) ■
D) ★
Hepsi farklı bir soruyu temsil eder. Muhtemelen:
- ▲: Erime sıcaklığı
- ●: Hal değişimi süresi
- ■: 10. dakikadaki hâli
- ★: Kaynama sıcaklığı
Gibi bir eşleşme varsayabiliriz. Bu durumda, D (★), yani kaynama sıcaklığı sorusu, “Bu grafikten cevaplanamaz.”
Sonuç Tablosu
Aşağıdaki tabloyu özet mahiyetinde bir kez daha paylaşalım:
| Seçenek | Soru | Grafikten Cevaplanabilir mi? |
|---|---|---|
| A (▲) | Erime Sıcaklığı Kaç °C? | Evet |
| B (●) | Hal Değişimi Kaç Dakika Sürdü? | Evet |
| C (■) | 10. Dakikada Madde Hangi Hâldedir? | Evet |
| D (★) | Kaynama Sıcaklığı Kaç °C? | Hayır (Cevaplanamaz) |
Tablodan da anlaşılacağı üzere, grafikten “kaynama sıcaklığı”nı okuma şansımız yok.
Uzun Özet
- Verilen grafik, maddenin erime noktasını ve erime süresini açıkça gösteriyor.
-
- dakika sorusu da “Grafik o anda hangi fazdaysa o fazı bulabiliriz.” şeklinde yanıtlabiliyor.
- Ancak, kaynama sıcaklığına dair sabit bir plato (ikinci bir yatay hat) yoksa, kaynama sıcaklığını belirleyemiyoruz.
- Bu nedenle, soru “Buna göre Ezgi, verilen grafikten yararlanarak hangi sembolle gösterilen soruyu yanıtlayamaz?” dediğinde, doğru cevap kaynama sıcaklığı sorusu olan seçenektir.