[Soru]: 8. Sınıf Fen Bilimleri Dersi 2. Dönem 1. Yazılı Yoklama Sorularının Çözümü
Cevap:
Aşağıda, sınavda yer alan her bir soruya yönelik ayrıntılı çözüm ve açıklamalar bulunmaktadır. Soruların türüne göre gerekli hesaplamalar, tanımlar ve örnekler verilmiştir. Ayrıca her bölümde konuların net anlaşılması için tablo şeklinde özet bilgiler sağlanmıştır.
A) Canlıların Solunum Yapmasının Nedeni (5 puan)
Soru: “Canlıların solunum yapmasının nedeni nedir? Kısaca açıklayınız.”
Canlıların solunum yapma nedeni, en temel biçimde enerji elde etmektir. Canlılar, solunum (oksijenli veya oksijensiz) sayesinde besin maddelerini parçalayarak günlük yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmeleri için gerekli enerjiyi açığa çıkarırlar. Bu enerji; büyüme, hareket, vücut ısısının korunması ve metabolik olayların devamı gibi birçok süreçte kullanılır. Özellikle oksijenli solunumda, besin (glikoz gibi) hücre içinde oksijenle reaksiyona girer ve sonunda karbondioksit, su ve ATP (enerji) oluşur.
Kısa Cevap:
Canlıların solunum yapmasının temel amacı, metabolik faaliyetleri için gerekli enerjiyi elde etmektir.
B) Öz Isıları Verilen Sıvıların Isıtılması ve İlgili Sorular (20 puan)
Bu bölümde, tabloda verilen maddelerin öz ısıları (cal/g·°C) karşılaştırılmış ve eşit miktarda ısıtıldıklarında son sıcaklıklarının nasıl değiştiği ele alınmıştır.
Örnek bir tablo şu şekilde olabilir:
| Madde | Öz Isı (cal/g·°C) | Açıklama |
|---|---|---|
| Su | 1,00 | Yüksek öz ısı: Isınması için daha fazla ısı enerjisi gerekir. |
| Cıva | 0,03 | Düşük öz ısı: Daha az ısı enerjisiyle sıcaklığı hızlı değişir. |
| Zeytinyağı | 0,47 | Orta düzey öz ısı: Sıcaklık artışı cıvadan yavaş, sudan hızlı. |
B.1) Eşit Miktarda Alınan Sıvılarda Sıcaklık Değişimi
Eşit miktarda (örneğin 100 g) su, cıva ve zeytinyağı gibi farklı öz ısı değerine sahip sıvılar aynı süre ve aynı büyüklükteki enerjiyle ısıtıldığında, sıcaklığı en az artan sıvı öz ısısı en büyük olandır (su); sıcaklığı en hızlı artan ise öz ısısı en küçük olan cıvadır.
Sonuç:
- Cıvanın son sıcaklığı diğerlerinden daha yüksek olur (en düşük öz ısı).
- Suyun son sıcaklığı diğerlerinden daha düşük olur (en yüksek öz ısı).
B.2) Sıvıların Son Sıcaklıklarının Eşit Olması İçin
Sıvı kütlelerinin veya verilen ısı miktarının her sıvıya özel ayarlanması gerekir. Öz ısısı yüksek olan sıvıya daha fazla ısı verilerek sıcaklığı diğerleriyle eşitlenecek şekilde ayar yapılabilir.
C) Deney Düzeneği: 50°C ve 100 g Su İle İlgili Sorular (10 puan)
Soruda genellikle iki kapta farklı miktarlarda su alınarak aynı sıcaklığa getirilip getirilmediği ya da farklı başlangıç sıcaklıklarıyla ilgili karşılaştırmalar yapılır. Örneğin:
- I. Kap: 50 °C sıcaklığında 50 g su
- II. Kap: 50 °C sıcaklığında 100 g su
Aynı başlangıç sıcaklığına sahip ancak kütleleri farklı iki su örneğinin sıcaklık değişimini karşılaştırırken, ısı kapasitesi formülü göz önüne alınır:
- m: kütle (g)
- c: suyun öz ısısı (1 cal/g·°C)
- \Delta T: sıcaklık değişimi (°C)
Kütlesi daha fazla olan sıvı, aynı ortam koşullarında soğutulduğunda sıcaklığını daha yavaş değiştirir. Isı verme veya alma hızları kütleye ve yüzey alanına bağlı olmakla birlikte fazla kütleli sistemin sıcaklık değişimi genelde daha zor veya daha yavaştır.
D) -10 °C Sıcaklığındaki Buzun Isınma Grafiği (10 puan)
Bu kısımda, negatif sıcaklıktan başlayan buza ısı verilerek hal değiştirdiği ve su buharına dönüştüğü bir grafik üzerinden sorular cevaplanır:
-
A-B Noktaları Arasında Madde Hangi Hâldedir?
- Bu bölge, -10 °C’den 0 °C’ye kadar katı (buz) halini gösterir.
-
B-C Noktaları Arasında Sıvı-Gaz Karışımı Var Mıdır?
- Genellikle 0 °C’de erime başlar. B-C aralığında katıdan sıvıya geçiş gözlenir. Dolayısıyla, katı-sıvı karışımı görülür.
-
C-D Noktaları Arasında Maddede Ne Olur?
- Bu aralıkta madde sıvı haldedir ve sıcaklığı yükselmeye devam eder.
-
D-E Noktaları Arasında Madde Hangi Hâlde?
- 100 °C’de kaynama başlar. Bu noktada sıvı-gaz karışımı (buharlaşma) görülür. E noktasından sonra ise tamamen gaz haline geçer.
E) Kaldıraç Tipleri ile İlgili Sorular (20 puan)
Bu bölümde farklı kaldıraçları (makas, cımbız, kürek, pense, el arabası, ceviz kıracağı vb.) kuvvet kolu, yük kolu, destek noktası konumlarına göre sınıflandırırız. Kaldıraçlar şu üç temel tipe ayrılır:
-
Birinci Tip Kaldıraçlar (Destek Ortada): Örnek: Makas, Tahterevalli
- Destek ortadadır.
- Kuvvet ve yük, desteğin iki tarafındadır.
-
İkinci Tip Kaldıraçlar (Yük Ortada): Örnek: El arabası, Ceviz kıracağı
- Yük ortada bulunur.
- Destek ve kuvvet iki uçtadır.
-
Üçüncü Tip Kaldıraçlar (Kuvvet Ortada): Örnek: Cımbız, Pense, Kürek
- Kuvvet ortadadır.
- Destek bir uçta, yük diğer uçtadır.
Aşağıdaki tabloda buna dair özet verilmiştir:
| Araç | Kaldıraç Tipi | Kuvvetin Yeri | Yükün Yeri | Desteğin Yeri |
|---|---|---|---|---|
| Makas | 1. Tip (Destek Ortada) | Bir uç | Diğer uç | Ortada (mafsal noktası) |
| Cımbız | 3. Tip (Kuvvet Ortada) | Ortada | Uçlarda | Diğer uç (bağlantı noktası) |
| Kürek | 3. Tip (Kuvvet Ortada) | Ortada | Bir Uç (yaprak) | Diğer uç (elle tutulan) |
| Pense | 3. Tip (Kuvvet Ortada) | Ortada | Uçlarda | Mafsal noktası |
| El arabası | 2. Tip (Yük Ortada) | Uçta (kollarda) | Ortada (kova) | Diğer uç (tekerlek) |
| Ceviz kıracağı | 2. Tip (Yük Ortada) | Uçlarda | Ortada | Mafsal noktası |
E.1) Kuvvet Yönünü Değiştiren Araçlar
- Bazı araçlar, kuvvetin yönünü tamamen tersine çevirir (birinci tip kaldıraçta bazen görülebilir). Genellikle el arabası veya ceviz kıracağı kuvvet yönünü daha az değiştirir, makas da benzer şekilde. Fakat burada ayrıntılı olarak hangi kaldıraç yön değişimi sağlıyorsa ona vurgu yapılır.
E.2) Yoldan Kazanç Sağlayan Araçlar
- El arabası, ceviz kıracağı gibi ikinci tip kaldıraçlar ve bazı birinci tip kaldıraçlar, uygulanan kuvvetin yolunu büyütebilirler veya kuvvetten kazanç sağlayabilirler.
E.3) İş Yapma Kolaylığı Sağlayan Araçlar
- Temel olarak hepsi kaldıraç prensibine dayandığı için işi kolaylaştırır.
E.4) Enerjiden Kazanç Sağlayan Araçlar
- Basit makinelerde genel kural: “Kazanç” kuvvetten veya mesafeden (yoldan) elde edilir; ancak enerji (iş) daima korunur. Dolayısıyla “enerjiden kâr etmek” mümkün değildir; yalnızca kuvveti veya mesafeyi değiştirmiş oluruz. Bu yüzden “Hiçbiri” ya da “Yok” şeklinde ifade edilir.
Genel Değerlendirme
- Solunum konusundan soru, kısa ve net bir tanım gerektirir: Enerji üretimi temel amaçtır.
- Isı ve sıcaklık ile ilgili kısımda öz ısı kavramı kritik öneme sahiptir. Öz ısısı büyük olan maddelerde sıcaklık değişimi daha yavaştır.
- Deney düzenekleri sorularında ısı ve kütle ilişkisine dikkat edilmelidir.
- Hal değişimi (buzun ısınması) sorularında soğuma-ısınma grafikleri ve faz değişimleri temel kavramlardır (erime, donma, buharlaşma, kaynama gibi).
- Kaldıraç tipleri soruları ise basit makineler konusunun en önemli alt başlığıdır. Kuvvet, destek ve yük konumlarını doğru ayırt etmek gerekir.
Yukarıdaki bilgileri dikkate alarak sınavdaki soruları çözebilir ve puan kazanmak için ilgili başlıkların altına açıklamalarınızı ekleyebilirsiniz. Her sorunun gerek mantığını anlatmak (teori), gerekse basit örnekler ve formüller ile açıklamak (uygulama) puan almanızı kolaylaştırır.