Kendimizi Değerlendirelim - 5.1
Kütleleri mK, mL olan K ve L sıvılarının sıcaklık-verilen ısı grafiği şekildeki gibidir. K ve L sıvılarının öz ısıları oranı cK / cL = 2/3 olduğuna göre kütleleri oranı mK/mL kaçtır?
Cevap: 1/4
1. 80 °C sıcaklıktaki bir fincan çay ile 15 °C sıcaklığa sahip bir gölün iç enerjilerini kıyasladığımızda hangisi daha büyüktür? Açıklayınız.
Cevap: 80 °C sıcaklıktaki bir fincan çay ile 15 °C sıcaklığa sahip bir gölün iç enerjilerini kıyasladığımızda, hangisinin daha büyük olduğunu belirlemek için hem sıcaklık hem de kütle değerlerini bilmemiz gerekir.
İç enerji, maddenin taneciklerinin sahip olduğu tüm enerjilerin toplamıdır. İç enerji, maddenin kütlesine, sıcaklığına ve cinsine bağlıdır. Sıcaklık arttıkça taneciklerin kinetik enerjisi ve dolayısıyla iç enerji de artar. Kütle arttıkça da tanecik sayısı ve dolayısıyla iç enerji de artar.
Bu durumda, fincan çayın sıcaklığı göle göre daha yüksektir. Bu da fincan çayın iç enerjisinin gölden daha fazla olabileceği anlamına gelir. Ancak, gölün kütlesi fincan çaydan çok daha fazladır. Bu da gölün iç enerjisinin fincan çaydan daha fazla olabileceği anlamına gelir. Bu yüzden, sadece sıcaklık değerleri ile iç enerjiyi karşılaştırmak yeterli değildir. Kütle değerleri de bilinmeden kesin bir cevap vermek mümkün değildir.
2. Bir odanın sıcaklığını Celsius ve Fahrenheit termometreleri ile ölçersek hangi ölçüm daha duyarlıdır?
Cevap: Bir odanın sıcaklığını Celsius ve Fahrenheit termometreleri ile ölçersek, hangi ölçümün daha duyarlı olduğunu belirlemek için ölçeklerin aralıklarına bakmamız gerekir.
-
Celsius ölçeğinde, suyun donma noktası 0 °C, kaynama noktası 100 °C’dir. Bu iki nokta arasında 100 eşit aralık vardır.
-
Fahrenheit ölçeğinde, suyun donma noktası 32 °F, kaynama noktası 212 °F’dir. Bu iki nokta arasında 180 eşit aralık vardır.
Bu durumda, Fahrenheit ölçeği Celsius ölçeğine göre daha küçük aralıklara sahiptir. Bu da Fahrenheit termometresinin sıcaklık değişimlerini daha hassas bir şekilde gösterdiği anlamına gelir. Örneğin, 1 °C’lik bir sıcaklık değişimi 1.8 °F’lik bir sıcaklık değişimine eşittir. Bu yüzden, Fahrenheit termometresi ile ölçüm yapmak daha duyarlıdır.
3. Celcius termometresi ile 75 °C olarak ölçülen sıcaklık değeri, Fahrenheit ve Kelvin termometreleri ile kaç ölçülür?
C/100=(F-32)/180=(K-273)/100
75/100=(F-32)/180=(K-273)/100
F=135
K=348
4. Özdeş ısıtıcılar ile ısıtılan eşit kütledeki A ve B maddelerine ait sıcaklık-zaman grafikleri aşağıda verilmiştir.
Q = mc∆t
Isıtıcılar özdeş olduğundan birimz zamanda verilen ısılar eşittir.
mcA . ∆T = mcB . ∆T
mcA . 20 = mcB . 30 (B maddesi 12. saniyede 40 derece olacaktır.)
cA / cB = 3/2
5. Öz ısısı büyük veya küçük maddelerden günlük yaşamda nerelerde yararlanıyoruz? Örnek veriniz
Cevap: Öz ısı, bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını bir derece artırmak için gerekli ısı miktarıdır. Öz ısı büyük olan maddeler geç ısınır ve geç soğur. Öz ısı küçük olan maddeler ise çabuk ısınır ve çabuk soğur.
Günlük yaşamda öz ısısı büyük veya küçük maddelerden yararlanıyoruz. Örneğin:
-
Evlerimizi ısıtırken kalorifer peteklerinde su kullanıyoruz. Su, öz ısısı yüksek bir madde olduğu için uzun süre sıcak kalır ve evi ısıtmaya devam eder.
-
Yemek pişirirken bakır kaplar kullanıyoruz. Bakır, öz ısısı yüksek bir metal olduğu için yemeği eşit şekilde pişirir ve sıcak tutar.
-
Isınan ev aletleri için (soba, fırın, klima vb.) öz ısısı düşük malzemelerden yararlanılıyor. Öz ısısı düşük malzemeler daha az enerji harcar ve daha çabuk soğur.
