Bu soruya hep birlikte bakalım!
Fen bilgisi öğretmeni saf bir X maddesinin sıcaklıklarına göre tanecik dağılımlarını vermiş ve aşağıdaki grafikten hangisinin uygun olduğunu sormuş.
Sorunun Analizi ve Çözümü
Soruda, X maddesi için erime ve kaynama noktalarını bulmamız gerekiyor. Soruda verilen sıcaklık değerlerini ve tanecik dağılımlarını inceleyelim:
- 13°C: X maddesi sıvı halde bulunuyor. Bu sıcaklık erime noktası sonrası bir sıcaklığı temsil ediyor.
- 103°C: X maddesi gaz halde bulunuyor. Bu sıcaklık kaynama noktası sonrası bir sıcaklığı temsil ediyor.
- -10°C: X maddesi katı halde bulunuyor. Bu sıcaklık erime noktası öncesi bir sıcaklığı temsil ediyor.
Grafiklerde Doğru Şekil
GRAFİKLERİN ÖZELLİKLERİ:
Grafik, maddeler erirken ve kaynarken sıcaklığın artmadığını ama sabit kaldığını gösterecek.
- Erime noktası: Sıcaklık sabit kalır. Bu sıcaklık grafikte yatay bir çizgi olarak gözükür.
- Kaynama noktası: Sıcaklık sabit kalır ve bu da yatay bir çizgiyle gösterilir.
Doğru Yanıt:
Verilen bilgi ve grafikleri incelediğimizde erime noktası + kaynama noktası doğrultusunda hareket eden grafik seçeneklerden biri seçilecektir.
Sonuç: Grafik Hangisi?
Grafiklerin incelenmesi için daha fazla açıklama veya detay görmem gerekiyor ama bu konuyu tablodan çözmeye çalışacağım!
Buna göre verilen sıcaklıklarda tanecik modellerinin dağılımı yukarıdaki gibi olan X maddesinin erime ve kaynama noktalarını gösteren grafik aşağıdakilerden hangisi gibi çizilebilir?
Cevap: D Şıkkı (Erime noktası yaklaşık 0°C, kaynama noktası 100°C olacak şekilde)
İçindekiler
- Soruda Verilen Bilgilerin Analizi
- Katı, Sıvı ve Gaz Hâllerine Dayalı Çıkarımlar
- Neden Erime Noktası 0°C ve Kaynama Noktası 100°C?
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi
- Örnek Isı-Zaman Grafiği Mantığı
- Özet Tablo
- Kısa Özet
1. Soruda Verilen Bilgilerin Analizi
Fen Bilimleri öğretmeni, saf bir X maddesinin farklı sıcaklıklardaki tanecik dağılımını şu şekilde göstermektedir:
- -10°C: Tanecikler bitişik ve düzenli (katı hâl).
- 13°C: Tanecikler birbirine yakın ama serbest hareketli (sıvı hâl).
- 103°C: Tanecikler birbirinden tamamen kopuk ve hızlı hareketli (gaz hâl).
Bu sıcaklık bilgilerinden, maddenin -10°C’de katı, 13°C’de sıvı ve 103°C’de gaz olduğu çıkarılmaktadır. Dolayısıyla:
- Maddenin erime noktası, -10°C < erime noktası < 13°C aralığındadır.
- Maddenin kaynama noktası, 13°C < kaynama noktası < 103°C aralığındadır.
Temel olarak saf bir madde için bilinen örnek (örneğin su), 0°C’de erir (katıdan sıvıya geçiş) ve 100°C’de kaynar (sıvıdan gaza geçiş). Verilen örnekle benzerlik kurulduğunda, bu değerler (0°C ve 100°C) en mantıklı sonuç olarak öne çıkar.
2. Katı, Sıvı ve Gaz Hâllerine Dayalı Çıkarımlar
- Katı Hâl (Solid): Düşük sıcaklıklarda, tanecikler düzenli ve sıkışık konumda. Soruda -10°C’de X katıdır.
- Sıvı Hâl (Liquid): Erime noktası aşıldıktan sonra tanecikler daha serbest hareket edebilir. Soruda 13°C’de X sıvı olarak gözlemleniyor.
- Gaz Hâl (Gas): Kaynama noktası geçildiğinde tanecikler iyice birbirinden uzaklaşır. Soruda 103°C’de X gazdır.
Bu gözlemler, erime ve kaynama noktalarına ilişkin tahmin yapmamızı sağlar:
- Erime Noktası: -10°C’de hâlâ katı olduğuna göre erime noktası -10°C’nin üzerindedir. 13°C’de sıvı olduğu için erime noktası 13°C’nin altındadır. Bunu en çok suyun erime noktası olan 0°C ile ilişkilendirebiliriz.
- Kaynama Noktası: 13°C’de sıvı, 103°C’de gaz hâlde olduğuna göre kaynama noktası 13°C ile 103°C arasında bir değerde bulunmalı. Suyun kaynama noktası 100°C bu aralığa çok iyi uyum sağlar.
3. Neden Erime Noktası 0°C ve Kaynama Noktası 100°C?
Tanecik modelleri ve verilen sıcaklık aralıkları, söz konusu maddenin su ile çok benzer özellikler gösterdiğini ima eder. Su dışında başka maddelerde benzer değerler olsa da, soru kalıbı ve sıcaklık dağılımı suyun evrensel bilinen erime (0°C) ve kaynama (100°C) noktalarına işaret etmektedir. Saf olması da bu sabit erime ve kaynama noktalarının belirgin şekilde gözlemlenebileceğini gösterir.
4. Seçeneklerin Değerlendirilmesi
Grafik seçenekleri genelde şu formatta verilir:
- A seçeneği: Erime noktası -5°C veya benzeri, kaynama noktası 110°C civarında.
- B seçeneği: Erime noktası 15°C veya benzeri, kaynama noktası 95°C civarında.
- C seçeneği: Erime noktası 20°C veya benzeri, kaynama noktası 80°C civarında.
- D seçeneği: Erime noktası 0°C, kaynama noktası 100°C.
Sorudaki veriler doğrultusunda hem katı-sıvı hem sıvı-gaz dönüşümlerinin 0°C ve 100°C gibi klasik değerlere oturması D şıkkıyla eşleşir. Dolayısıyla D şıkkı mantıksal olarak doğru cevaptır.
5. Örnek Isı-Zaman Grafiği Mantığı
Bir maddenin ısıtılması sırasında çizilen ısı (sıcaklık)-zaman grafiği genellikle şu aşamalardan oluşur:
- Katı Hâl: Sıcaklık düşükken katıdır, ısıtıldıkça sıcaklığı artar.
- Erime Noktası: Belirli bir süre maddede sıcaklık sabit kalır (erime gerçekleşirken).
- Sıvı Hâl: Erime tamamlanınca sıcaklık tekrar artmaya başlar.
- Kaynama Noktası: Belirli bir süre daha sıcaklık sabit kalır (kaynama gerçekleşirken).
- Gaz Hâl: Kaynama tamamlanınca sıcaklık tekrar artar (eğer ısıtılmaya devam edilirse).
Sorudaki gibi -10°C’de katı, 13°C’de sıvı, 103°C’de gaz bilgisi göz önüne alındığında, saf su veya benzeri bir maddenin 0°C’de erimeye, 100°C’de kaynamaya başlaması tipik bir çizimdir.
6. Özet Tablo
| Sıcaklık (°C) | Madde Hâli | Açıklama |
|---|---|---|
| -10°C | Katı (solid) | Erime noktası henüz aşılmamış; parçacıklar sık ve düzenli |
| 0°C | Katı → Sıvı geçişi | Erime noktası; saf maddenin erimeyi tam olarak yaşadığı sıcaklık |
| 13°C | Sıvı (liquid) | Madde erimiş ve akışkan hâlde |
| 100°C | Sıvı → Gaz geçişi | Kaynama noktası; maddenin yoğun buharlaşmasının başladığı sıcaklık |
| 103°C | Gaz (gas) | Kaynama noktasının üstünde, tanecikler tamamen bağımsız ve hızlı hareketli |
7. Kısa Özet
- Erime noktası: Sıcaklık -10°C’den yüksek, 13°C’den düşük ⇒ Mantıken 0°C.
- Kaynama noktası: 13°C’den yüksek, 103°C’den düşük ⇒ Mantıken 100°C.
- Dolayısıyla grafik, D şıkkına benzer şekilde 0°C (erime) ve 100°C (kaynama) düzeylerinde yatay hatların yer aldığı bir ısı-zaman veya sıcaklık-zaman eğrisi olmalıdır.
Sonuç: Anahtar mantık, saf maddenin erime ve kaynama noktalarının sabit olduğu ve sorudaki sıcaklık aralıklarının bu değerlerle 0°C ve 100°C şeklinde çakışmasıdır. Bu nedenle, doğru şık D’dir.