ALIfiTIRMALAR 1 N ÇÖZÜMÜ

Transkript

1 TERMOMETREER AIfiTIRMAAR 1 N ÇÖZÜMÜ 1. a) Fahrenheit termometresi ile Celcius termometresi aras ndaki ba nt y kullan rsak, 4 F, C 1 F 3 18 C C 4 C olur. 18 b) 4 F Reomür termometresi cinsinden de eri, R 8 F 3 18 R R 3 R olur Celcius termometresinin gösterdi i de er x ise, elvin termometresinin gösterdi i de er, 3x 41 olur. Bu x de eri de, C x (3x 41) 73 x 314 x 157 C dir. Bu de er elvin termometresinde, 3x olarak okunur.. Fahrenheit ve Celcius termometrelerinin gösterdi i s cakl k x olsun. Bu durumda, 3. x x x 1x 3 8x 3 x 4 olur. Bu s cakl iki termometre de ayn de erde gösterir. C.N 1 14 o X X 5. a) X ve Y termometreleri X Y aras ndaki iliflki, X in bölmesi Y nin bölmesine eflittir. X termometresinde 1 X lik bir art fl Y termometresinde Y lik bir art fla karfl l k gelmektedir. X termometresi 5 X gösterdi inde X lik bir art fl olmufltur. Bu durumda Y termometresi 4 Y artar. Gösterdi i de er, Y Y olur. b) ki termometre aras ndaki s cakl k iliflkisi, 4 X D.N 1 o X 4 o C deki suyun s cakl X termometresinde, C x ( 1) 1 14 ( 1) C x x x+ x 5 X olur. X Y X 3 3 Y 4 6 X 6 Y 4 X Y +6 4 X Y + X ve Y termometreleri ayn de eri gösterdi ine göre, X C ise Y C dir. Bu C de eri, C C + C olur. 15

2 6. a) elvin termometresinde okunan en küçük s - cakl k de eri dir. Bundan daha düflük bir s cakl k de eri yoktur. b) elvin termometresi ile X termometresi aras ndaki iliflki X ( ) 18 ( ) 73 1 X+ elvin termometresinde okunan en küçük de- er oldu undan X termometresinde okunan de er, 73 1 X+ 546 X + X 566 o X olur. c) elvin termometresi ile X X termometresi aras ndaki iliflki, termometresindeki, bölme, X termometresinde, 18 ( ) bölmeye karfl l k gelir termometresinde 1 de iflme X termometresinde X de iflime karfl l k gelir. 8. a) X termometresindeki, 8 1 X Y 8 6 bölme 6 bölme 9 bölme Y termometresinde, bölmedir. DN Bu durumda, 6 o X 9 o Y o X 3 o Y dir. X termometresindeki, ( ) 4 bölme Y termometresinde, 3 D.N eflittir. 4 o X 6 o Y dir. Bu de eri kullan rsak Y termometresinin suyun donma noktas n, 6 3 D.N D.N 3 o Y b) ki termometre ile ayn okunan s cakl k de eri a ise, a ( ) 8 ( ) a ( 3) 1 ( 3) a+ 1 a a+6 a+6 a olur. 7. Suyun kaynama ve donma X Y noktalar aras ndaki uzakl k X termometresinde, 6 ( 4) 1 bölme olarak gösterilmifltir. Ayn de er Y termometresinde, 6 4 Y 5 Y ( 5) Y + 5 olarak gösterilmifltir. 5 X 1 Y oldu undan, 1 X Y olarak ölçülür. Bu durumda, Y + 5 Y 15 o Y 9. a) ki termometre de ayn okunan x de eri, x ( 9) x 11 ( 9) 5 x+9 x 5 x+ 9 4x x 3 olur. b) termometresindeki 1 de eri termometresinde, ( 9) 11 ( 9) kaynama 5 noktas x donma -9 noktas x 16

3 1. X Y 1. a) F bölme 1 bölme 4 bölme D.N 3 73? X termometresindeki 8 6 bölme, Y termometresinde 14 1 bölmedir. Bu bize X termometresindeki 1 bölmenin, Y termometresinde bölmeye karfl l k geldi ini gösterir. Bu durumda X termometresinde, ( ) 4 bölme Y termometresinde 8 bölmeye karfl l k gelir. Bu eflitlikten Y termometresi suyun donma noktas n, D.N 8 8 D.N D.N 6 olur. Suyun kaynama ve donma noktalar n Fahrenheit termometresi s ras ile 1 F ve 3 F, elvin termometresi ise 373 ve 73 olarak gösterir. Ölçülebilecek en düflük s cakl k elvin termometresi ile dir. Bu de er Fahrenheit termometresi ile, F F F F 459,4 F olur. 11. X Y Z α α? 4 b) Suyun kaynama ve donma noktalar aras Fahrenheit termometresinde, bölmeye elvin termometresinde ise, bölmeye ay rm flt r. Bu durumda, 18 F 1 ise, Fahrenheit termometresindeki 36 F de iflme, elvin termometresinde 36 F karfl l k gelir. X ve Y termometrelerinin ayn gösterdi i s cakl k, α ( ) 1 ( ) α 6 α + 1 α 6 α α olur X termometresi Bu s cakl k Z termometresinde, ( ) 1 ( ) Z ( 4) 14 ( 4) 4 1 Z+4 18 Z Z 1 Celcius termometresi X termometresi suyun kaynama noktas n 3 o X gösterdi i de er Celcius termometresinde 1 o C, 5 o X gösterdi i de er ise o C ye karfl l k gelmektedir. Bu bilgiler grafi e aktar ld nda flekildeki grafik elde edilir. 17

4 14. elvin termometresi ile Reomür termometresi aras ndaki iliflki, F 73 R 1 8 ki termometre de ayn okunan de er x ise, x 73 x 1 8 1x 8x 184 x 184 x 19 olur. elvin termometresinde okunabilecek en küçük de er oldu undan Reomür termometresi ile elvin termometresinin ayn okudu u de er yoktur. 15. ve termometreleri aras ndaki iliflki, ( ) 8 ( ) ( 6) 9 ( 6) x+ 1 y x +6 y +1 3x y a) ile M termometreleri aras ndaki iliflki, ( 1) 7 ( 1) M ( ) 14 ( ) +1 8 M+ 16 termometresi 4 o oldu unda M termometresi 4 +1 M M + M 8 M olur. b) ve termometrelerinin ayn okundu u de- er, x olsun. Bu x de eri, 3 M termometresinde, 3 1 M ( ) 14 ( ) 3 1 M M+6 ( 1) 7 ( 1) 1 x+1 8 x 1 3x +3 x x 3 olur. M 6 M olur a) Suyun donma noktas n Celcius termometresi o C olarak gösterdi inden bu de er benzer üçgenlerden X termometresinde o X olarak okunur. b) Suyun kaynama noktas Celcius termometresinde 1 o C oldu undan bu de er benzer üçgenlerden X termometresinde, x 1 x 8 X 18. a) Grafi e bak ld nda suyun donma s cakl n Celcius termometresi o C, X termemetresi ise x o X gösteriyor. Bu x o de eri grafi in e iminden, 1 x o 9 x o 5x o 9 x o 6x o 9 x o 15 X b) Celcius termometresinin 4 o C gösterdi i de- er X termometresinde, x 1 gösteriyor. Benzer üçgenlerden x 1 de eri, 4 x1 xo xo x x 45 X olur Celcius ( C) Celcius ( C) α x o x α x 1 X 9 X 18

5 ISI VE SICAI AIfiTIRMAAR N N ÇÖZÜMÜ 1. a). a) s v s n n kütlesi 5 gram ve 5 cal s ald nda s cakl 3 1 o C de iflti inden öz s s, Q m.c.δt 5 5.c. c,5 cal/g. C olur. b) S v n n buharlaflma s s, grafikteki veriler kullan ld nda, Q m. (1 5) cal/g oldu u görülür. 5 s cakl k ( C) kat 7 1 S cakl k ( C) 3 s v buhar 1 s v 15 Is (cal) 6 s (cal) Grafi e bak ld nda, cismin s cakl o C den o C gelene kadar 1 cal s ald görülüyor. Cismin kütlesi 5 g ise, kat halde s nma s s, Q m.c k.δt 1 5.c k.( ( )) c k 1 cal/g. C oldu u görülür. b) S v halde s nma s s, Q m.c s.δt (6 3) 5.c s.(5 ) 3 15.c s c s,4 cal/g. C olur. 3. a) t 1 aral nda cismin s cakl 6 o C 6 de iflti inden verilen s miktar m.c.δt cal 1 cal b) t 1 t aral nda cisim hal de ifltirmifl ve kat hale geçmifltir. Bu durumda d fl ortama verilen s miktar, Q m cal 1 kcal olur. c) t t 3 aral nda cisim kat haldedir. Bu durumda d fl ortama sal nan s miktar, Q 3 m.c k.δt 1.1.() cal kcal olur. 4. s v s n n s cakl n 6 o C den 1 o C ye ç karacak s miktar, Q m.c (1 6) 4.m.c Q Bu kadarl k s s v s n n s cakl n 4 o C den 7 o C ye ç kard na göre, Q m.c.(7 4) 3.m.c Q olur. Q ve Q taraf tarafa oranlan rsa, Q Q 4.m.c 3.m.c Q Q 5. ve nin kütleleri eflit oldu undan m m ve al nan s lar eflit oldu undan, Q Q m.c.δt m.c.δt m.c.4 m.c.8 c c c c 1 c c 3 olur. s cakl k ( C) t 1 t t 3 Q Q3 zaman 19

6 6. a) Is s alar eflit oldu undan, 8. s cakl k ( X) M X m X.c X ve M Y m Y.c Y de erleri eflittir. Bu durumda kar fl m n s cakl, gaz T kar T X +T Y olur. X in ilk s cakl Y nin ilk s cakl n n 4 kat ndan 1 eksik oldu u için, T X 4T Y 1 olur. Bu de eri yukar daki denklemde yerine yazarsak Y nin ilk s cakl, T kar T X +T Y 6 4T Y 1+T Y 13 5T Y T Y 6 C olur. b) X in ilk s cakl da, T X 4.T Y o C 7. a) ve özdefl s t c larda s cakl k ( C) s s n ald nda 4T nin s cakl 3T, nin 3T s cakl 3T T T T kadar de iflir. T c s (cal) oldu una göre Q c kütlelerin oran, 9. a) - kat a) Buz erirken s cakl k de iflmez. Grafi e bakt - m zda (-4) dakikalar aras nda termometrenin s cakl sabit kalm flt r. Bu da bize buzun 4 dakikada eridi ini gösterir. b) Su kapta 4. dakika ile 1. dakika aras nda s - v haldedir. Suyun s v olarak kald süre, Δt dakikad r. c) at halden gaz haline geçerken erime ve kaynama sürelerinde yani, (-4) ve (1-1) dakikalar aras nda termometrenin s cakl sabit kalm flt r. S cakl n sabit kald süre, t (4-) + (1-1) 6 dakika olur s v t ( X) zaman (dakika) Q m.c.3t Q m.c.t m.c.3t m.c.t 1 m m b) Grafi e bak ld nda s s s v s n n s - cakl n 3T, Q s s ise 4T de ifltirmifl Bu durumda s lar n oran, m. c. 3T Q m.c.4t eflitliklerinden oranlan rsa Q m m 1 6 Su donarken X termometresinin gösterdi i s - cakl k de eri sabittir. Bu de er grafi e bak ld - nda 1 o X oldu u görülür. b) X termometresi suyun kaynama noktas n 8 o X, donma noktas n da 1 o X olarak gösterdi ine göre, o C lik s cakl, x ( 1) 8 ( 1) C 1 x x x 8 X olur. 1 zaman 13

7 1. ap düzgün olsayd oluflan kar fl m n s - cakl, 4 +1 t 1 8 C olurdu. X s v s h h 1. a) ap s ca yal t ld - na göre s korunur. nin verdi i s nin ald s ya eflittir. Bu eflitlikten s v lar n kütleleri oran, 3 o C 8 o C T 7 o C aba eklenen 1 o C deki s v n n hacmi daha büyük oldu undan kar fl m n s cakl 8 o C den büyük olur. apta 4 o C de s v da bulundu undan kar fl m n s cakl 1 o C olmaz. 8 o C < T < 1 o C olur. Q Q m.c.δt m.c.δt m.1.(7 3) m.1.(8 7) m.4 m.1 m m 4 olur s cakl k ( o C) b) Musluklardan akan s v lar n hacimleri oran ise m V.d m V.d 6 5 Q verilen Q al nan a) ar fl m n s cakl 6 o C ve nin verdi i s nin ald s ya eflittir. Bu durumda s v lar n s s alar oran, Q verilen Q al nan m.c.δt m.c.δt s (cal) 4 V V 13. a) kab ndaki su 8 o C deki suya eklendi inde, kar fl m n s cakl T 1 olursa s korunumundan, olarak elde edilir. g 6 C 1 C su 8 C g 8g M.(7 6) M.(6 5) b) S v lar n öz s lar oran ise, M.1 M.1 M M 1 olur. Q verilen Q al nan m.c.δt m.c.δt m.c.(7 6) m.c.(6 5) c c m m 1 Q verilen Q al nan m.c.δt m.c.δt.c.(8 T 1 ).c.(t 1 6) T 1 7 o C olur. b) aba suyu eklendi inde kapta 7 o C s cakl - nda + 4 g su vard r. Bu durumda kar fl m n s cakl T, Q verilen Q al nan m.c.δt m.c.δt 4.c.(7 T ) 8.c.(T 1) 7 T T 3T 9 T 3 o C 131

8 14. M 16. s cakl k ( o C) 1 h 6 C 4 C 3 C su su su S 3S a) kab ndaki suyun hacmi V ise M kab ndaki suyun hacmi 3V, kab ndaki suyun hacmi V olur. Bu sular n kütleleri ise s ras ile, m V.d m m M 3V.d 3m m V.d m olur. kabındaki su ile kabındaki su karıfltırılırsa kabındaki su ısı verir, kabındaki su ısı alır. arıflımın sıcaklı ı T 1, Q verilen Q alınan m.c.(6 T 1 )m.c.(t 1 3) m.c.(6 T 1 ).m.c.(t 1 3) 6 T 1 T 1 6 3T 1 1 T 1 4 C olur. b) ile karıfltırıldı ında karıflımın sıcaklı ı 4 o C ve M sıvısının sıcaklı ı da 4 o C oldu- undan karıflımın sıcaklı ı 4 o C olur. 15. a) o C deki gram suyu kaynatmak için gerekli s enerjisi, Q m.c.δt.1.(1 ) 16 cal dir. 4 o C deki m 1 gram buzu bu s enerjisi ile eritiyorsak m 1 de eri, Q m 1.c buz.δt + m 1. buz 16 m 1.,5.(4 ) + m m 1 m 1 16 g olur. b) 16 cal s enerjisi C deki m gram buzu eritmifl ise m de eri, Q m. 16 m.8 m gram S 1 Q Q 3 Q 4 s (cal) o C deki buzu 1 o C de buhar haline getirmek için vermemiz gereken s miktar, Q T + Q + Q 3 + Q 4 + Q 5 m.c b.δt 1 +m. b +m.c.δt +m. b +m.c.δt 3 1.,5.( ) (1 ) ,5.(1 1) cal 74 cal 17. a) Buz su kar fl mlar nda kar fl m n son s cakl bulunurken öncelikle buzun tamamen eriyip erimedi i test edilmelidir. C deki m gram buzu eritmek için gerekli olan s miktar Q erime m. + m.c b.δt m.8 + m.,5.( ) 9 m kadard r. 9 C deki suyun verece i maksimum s miktar, Q su m.c.δt m.1.(9 ) 9 m suyun verdi i s buzun verdi i s ya eflit oldu undan kar fl m n son s cakl C olur. b) ar fl mda suyun verdi i s 9 m buzun erimesi için gerekli olan s ya eflit oldu undan kar fl m n son s cakl o C ve m gram su olur. Q 5 13

9 18. a) Suyun içine buz at ld ndan önce buz erir. Sonra s cakl artar. Buzun erimesi için gerekli olan s, Q erime m buz. 6m.8 48m olur. 8 o C deki 4m gram suyun verece i maksimum s miktar, Q mak m su.c.δt 4m.1.(8 ) 3m Q erime > Q mak oldu undan buzun tamam erimez. o C de buz su kar fl m oluflur. b) 8 o C deki 4m gram suyun eritilebilece i buzun maksimum kütlesi, m erime, m erime. Q mak m erime.8 3m m erime 4m olur. ar fl mdaki suyun kütlesi, m T m erime + m su 4m + 4m 8m olur. 19. a) Buz - su kar fl m na s verildi inde önce buz erir. Sonra suyun s cakl artar. o C deki m gram buz - su kar fl m na 16 cal s verildi inde 4 o C de gram su olufltu una göre, Q m buz. +.c.δt 16 m buz (4 ) 16 8.m buz m buz m buz 1 gram b) ar fl m n tamam buz olsayd kütlesi, gram olurdu. o C deki gram buzu eritmek için gerekli s miktar, Q m cal olur. Verilen s da 16 cal oldu unda s cakl k o C olurdu.. a) 1 o C deki 5 gram buzu eritmek için gerekli olan s miktar, 1. s cakl k buz+su Q buz 1 Q T + Q m b.c b.δt + m b. b 5.,5.(1 ) cal b) 1 o C deki buzu tamamen eritmek için gerekli olan s enerjisi, Q T + Q 45 cal dir. Bu enerjiyi verebilecek 85 C deki suyun kütlesi, Q T m su.c.δt 45 m su.1.(85 ) 45 m su.85 m su 5 g olur. Q cal 14 m.8 + m m m 5g buz buz s 133

10 . Bak r cismin s cakl 14 o C oldu undan s verecektir. Verilen s su ve cam kap taraf ndan kullan lacakt r. Son s cakl k 5 o C oldu una göre suyun kütlesi, Q verilen Q cam + Q su m bak r.c bak r.δt B m su.c su.δt su + m cam.c cam.δt cam.,1.(14 5) m.1.(5 )+5.,3.(5 ) 18 3m m m 45 g 3. a) Q.1 4 cal 4 cal 4. bak r t su C su b) Q m.c.δt 4 6.c c c,5 cal / g. C havuz m cam 5g Bu enerjiyi havuz 3 saatte ald na göre saniyede havuzun A o yüzeyine düflen s enerjisi, A o.q o.t Q A o.q o Q o Q o Q 5 cal/cm.s olur. o a) 7 dakikada oca n verdi i s miktar, Q cal olur. 3 o C deki su 35 cal s ald nda kaynad - na göre kütlesi, Q m.c.δt m.1.(1 3) m.7 m 5 g b) Suyun buharlaflmas için almas gereken s miktar, Q m.c.δt + m. buz 5.1.(1 3) cal 35 cal olur. Ocak dakikada 5 cal s verdi ine göre bu s y vermesi için gerekli süre, Q o.t Q 5.t 35 t 61 dakika olur. Suyun hacmi, V, m cm 3 Havuzun içindeki suyun ald s enerjisi, Q m.c.δt V.d.c.ΔT cal olur. 134

11 ISI VE SICAI Is ve S cakl k TEST 1 1. T ve 5T s cakl ndaki s v lar n kütleleri eflit oldu- undan kar fl m n s cakl, t kar T+5T s v 3T olur. CEVAP C. aynamakta olan s v buharlaflaca ndan kütlesi ve s s as de iflir. S cakl ise de iflmez. II ifadesi kesinlikle do rudur. CEVAP B h h 6. Termometreler aras ndaki iliflki, C 1 73 R 1 8 F 3 18 fleklindedir. Bu eflitlikten, C 73 4C 5R 5(F 3) 9.( 73) I. ve II. ifadeler do rudur. CEVAP D 7. S cak olan 8 o C deki m gram su s verir. o C deki 1 gram su da s al r. Al nan s verilen s ya eflit oldu undan, 8 o C deki suyun kütlesi, 8 5 s cakl k m 1g zaman 3. Gerekli olan s miktar, Q m.c.δt 1.,1.(45 1) cal olur. 4. Cisim s ald nda erime ya da kaynama s cakl - nda ise s cakl de iflmez. Di er durumlarda artar. Is alan cismin s - cakl hiçbir zaman azalmaz. M durumu kesinlikle gerçekleflmez. s cakl k ( C) CEVAP C M s CEVAP B 8. Q al nan Q verilen m 1.c.ΔT 1 m.c.δt 1.c.(5 ) m.c.(8 5) 3 3.m m 1 g CEVAP C 6 o C 3 o C V V 5. Termometreler aras ndaki iliflki, R ayn de eri gösterdi inde, R x ve x olur. Ayn kab muslu u t, muslu u 4t saniyede doldurdu undan birim zamanda den V hacminde su ak yorsa den V hacminde su akar. aptaki kar fl m n s cakl, Bu de er ise, x 8 x x8x 8.73 x 19 olur. Q Q m.c.(6 T) m.c.(t 3) V.d.(6 T) V.d.(T 3) 1 T T 3 3T 15 T 5 C CEVAP A CEVAP D 135

12 9. 1 o C deki buhar s cakl k o C de suya dönüflürken verdi i s 1 1 Q Q ve Q dir. Bu s lar n toplam, s Q T + Q m. + m.c.δt m.54 + m.1.(1 ) 64m olur. Bu s n n eritebilece i buz miktar da, Q T m buz. 64m m buz.8 m buz 8m olur. CEVAP D 1. o C deki su ile 8 o C deki suyun kütlesi eflit oldu- undan önce sadece bu ikisinin kar flt düflünülürse kar fl m n s cakl, T T 8 +T C olur. Sonra bu su ile 6 o C deki suyun kar flt n düflünebiliriz. Bu durumda da kütleler eflit oldu undan, T son T +T C C su 8 C su 55 C olur. CEVAP E 13. Su iyi bir iletken olmad ndan A noktas ndaki suyun s - cakl B noktas ndaki suyun s cakl - ndan daha farkl olmaktad r. Is nan su molekülleri hacmi artt ndan, yo unlu u azal r ve kab n üst k sm na ç karlar. Is su molekülleri üzerinde (konveksiyon) tafl n r. CEVAP E 14. Is bir enerjidir, s cakl k enerji de ildir. Is kalorimetre ile s cakl k termometre ile ölçülür. Bir maddeye s verdi imizde s cakl artabilece i gibi hâl de iflimi de gözlenir. Bu durumda II. ifade kesinlikle do rudur. CEVAP B 15. Maddeler özdefl s t c larda s t ld nda ald klar s enerjileri eflittir. c Öz s lar oran oldu undan kütleleri oran ald klar s lar, c 3 Q m.c.δt Q m.c.δt oran ndan, Q Q m.c.(4 ) m.c.(4 ) 1 m m 3 4 m m 3 4 su A B CEVAP A 11. elvin termometresinde okunabilecek en düflük s cakl k de eri dir. Bundan daha düflük s cakl k ölçülemez. Bu durumda s cakl ölçülemez. CEVAP A 16. bal mumu bal mumu 1. Is bir noktadan baflka bir noktaya üç yolla yay l r. Ifl ma onveksiyon letim CEVAP D Çubuklar n boylar eflit ve özdefl s t c larla s t ld nda önce çubu u üzerindeki bal mumu eridi ine göre nin s iletimi den büyüktür. III. ifade kesinlikle do rudur. Is iletimi genleflme katsay s na ve kütleye ba l de ildir. CEVAP C 136

13 ISI VE SICAI Is ve S cakl k TEST 1. Madde Erime noktas ( C) 3 aynama noktas ( C) M 1 N 5 7 o C de maddesi s v, maddesi kat, M maddesi kat veya s v, N maddesi ise kat d r. 4. Buz - su kar fl m s l olarak dengede ise s cakl k o C dir. aba s verilirse buzun kütlesi azal r, suyun kütlesi artar. Buz suda yüzdü ünden eridi inde su seviyesi de iflmez. buz su CEVAP D o C de kesin s v olan madde dir. CEVAP A 5. at bir madde eridi inde kütlesi sabit kal r. Yo unlu u artar veya azal r. imyasal özellikleri de iflmez. I. ve III. ifade kesinlikle do rudur.. Is y ütü iletim yolu ile; kalorifer, saç kurutma makinesi konveksiyon yolu ile; mum ve soba fl ma ve konveksiyon yolu ile yayar. CEVAP E 3. 5 C de buzun o C de buz haline gelmesi için gerekli olan s, m buz.c buz.δt m.,5.[ ( 5)] 5m T1 C m buz 6. Su içindeki buz eridi- inde su seviyesi h azal r. Gaz n hacmi artt ndan bas nc azal r. Suyun ve gaz n bas nc azald - h dan toplam bas nç azal r. ab n taban ndaki kuvvet, F P T S oldu undan F azal r. gaz buz su CEVAP D CEVAP A Suyun o C ye geldi inde verece i maksimum s, Q m su.c su.δt 7. s cakl k ( C) X m.1.(1 ) Y 1m > Q oldu unda su o C gelir ve donmaya bafllar. Donan suyun kütlesi Q + m donan. e Q Q 3Q 4Q 5Q s (cal) 5m 1m + m donan.8 4m m donan.8 m donan m olur. Toplam donan buzun kütlesi, m T m b +m m+ m 5 m olur. CEVAP E X ve Y nin kütleleri eflit oldu undan ayn s verildi inde X in s cakl daha fazla artar. X erimeye bafllad nda Y kat hâldedir. X in erime s s, Q X 4Q Q Q Q m. ex ex Y nin erime s s, Q Y 5Q 3Q Q Q m. ey ey ex ey olur. Q m Q m CEVAP E 137

14 8. 8 o C deki su ile o C deki su kar flt r l rsa 8 o C deki su s verir, o C deki su s al r. Q al nan Q verilen m 1.c 1.ΔT 1 m.c.δt.1.(8 T) 1.1.(T ) 16 T T 3T 18 T 6 o C olur. CEVAP D 11. Buharlaflma olmazsa maddenin kütlesi sabit kal r. Madde s t ld nda hacmi artar veya azal r. Örne in suyun s cakl dan 1 C ye yükselirken hacmi azal r, sonra artar. CEVAP E 1. X termometresi 5 9. elvin termometresi ile Celcius termometresi aras ndaki iliflki, C 73 tür. elvin termometresinde ölçülebilecek en düflük s cakl k dir. Bu durumda Celcius termometresi ile okunabilecek en küçük s cakl k, C o C olur. Bu durumda fl klardan yaln zca 1 o C bu ölçümün sonuçlar ndan birisi olabilir. CEVAP C α Grafi e bak ld nda X termometresinin o X gösterdi i de er Y termometresinde o Y olarak okunur. Grafi in e iminden, tanα ΔX ΔY 1 ΔY 8ΔX olur. 8 Bu bize X termometresindeki 1 o X art fl n Y termometresinde 8 o Y lik bir de iflim oluflturdu unu gösterir. X termometresi ile Y termometresi aras ndaki iliflki, X 1 8 Y+5 fleklindedir. Y termometresi 1. Grafi e bak ld nda madde s v halde iken ald enerji, Q 6 4 cal dir. Bu de er kullan larak s nma s s, Q m.c.δt m.c.(45 ) m.c.5 m.c 8 olur. Madde erirken ald s, Q erime m. (4 ) m.5 m.5 m 4 g olur. Bu de eri yukar daki eflitlikte kullan rsak, 8 m.c 8 4.c c cal/g. o C CEVAP C 138 X termometresi 1 o X gösterdi inde Y termometresi, Y+5 8 Y + Y 6 Y olur. 13. Grafi e bak ld nda t 1 erime, t ise kaynama s cakl d r. ve 4 zaman aral klar nda hâl de iflimi gerçekleflmifltir. t t 1 s cakl k( C) CEVAP E zaman CEVAP C

15 ISI VE SICAI Is ve S cakl k TEST 3 1. Madde miktar na ba l olmayan özellikler ay rt edici özelliktir. Erime noktas ve kaynama noktas madde miktar na ba l olmad ndan ay rt edici özelliklerdir. Is s as madde miktar na ba l oldu undan ay rt edici özellik de ildir. CEVAP C 5. Cisim hal de ifltirirken potansiyel enerji, s cakl k de iflirken kinetik enerji de iflir. 1 o C su 1 o C buhar haline getirilirken sadece potansiyel enerji de iflir. CEVAP C. Grafi e bak ld nda erime süresince kat - 3t n n ald s, t Q m. t (1 5) cal/g olur X (kat ) X (s v ) X (gaz) 3 4 CEVAP E at hâlden s v hâle geçifl erime, tersi ise donmad r. S v halden gaz haline geçifl buharlaflma, tersi ise yo unlaflma olarak adland r l r. Bu durumda erime, buharlaflma, donma, π yo unlaflma, ise süblimleflme olarak adland r l r. at hâlden s v hâle, s v hâlden gaz hâline geçerken düzensizlik artar. CEVAP E C 1.N 18 5 t( C) X Q(cal) 6. Bas nç azald nda kaynama noktas düfler. Suyun yüksek kesimlerinde daha düflük s cakl klarda kaymamas buna örnektir. CEVAP A 7. bak r demir Bak r ve demir çubuk f r n n içine kondu unda s - cakl k de iflimleri eflit olur. Is nma s lar ve genleflme katsay lar farkl oldu undan s s alar ve genleflme miktarlar farkl olur. CEVAP A 3 x 8. su C 1 x ( ) 18 ( ) C 1 x+ 3 1 x+ 6 x + x 4 X olarak ölçülür. CEVAP A su Su ilk s cakl na geldi i için su seviyesi de iflmez. Suyun kütlesi ve kimyasal özellikleri de de- iflmez. CEVAP D 139

16 9. 1. Madde M Donma noktas ( C) aynama noktas ( C) o C de ve s v, M ise kat d r. 1 o C de ise, M ve gaz, ise s v veya gazd r. bafllang çta s v iken sonra kesinlikle gazd r. CEVAP B 1. Bir s v n n kaynama noktas kayna n fliddetine s v n n kütlesine ba l de ildir. Verilen öncüllerden sadece aç k hava bas nc na ba l d r. CEVAP C 11. Çocuk cam n daha so uk oldu unu söylemesinin sebebi cam n s iletkenli inin tahtan n s iletkenli inden daha iyi olmas d r. CEVAP B 4 t( C) 6 Q(cal) Cismin kütlesi, Q m.c.δt ( ) m..(4 ) 4m m 5 g olur. Cisim hal de ifltirirken ald s enerjisinden, ΔQ m cal/g olur. CEVAP D 13. kütle t 1 -t 1 zaman aral nda kapta bulunan suyun kütlesi artt na göre kaba su ilave edilmifltir. t 1 -t zaman aral nda kütle sabit su s t ld ndan s cakl artm flt r. S cakl k art fl suyun yo unlu unu artt rabilir veya azaltabilir. aynama olurken kaptaki suyun kütlesi azal r. CEVAP A t zaman 14

17 1. a) Maddeler hâl de ifltirirken s cakl k( C) s cakl k de ifl- 8 mez. Grafi e bak ld - nda bu durum 4 C oldu u görülmektedir. 4 s v +gaz Bu da bize s v - n n kaynama s cakl n n 4 C oldu unu gösterir. b) Buharlaflma s s, Q m. b 4. b. b b 1 cal/g olur. c) S v n n öz s s, Q m.c.δt.c.(4 ) 4.c c 1 cal/g C olur. s v gaz s (cal) 3. Suyun verebilece i maksimum s miktar, s cakl C oldu u and r. Bu s de eri, Q verilen m.c.δt 3.1.(8 ) 4 cal olur. Buzun tamamen erimesi için gerekli s, Q erime m. e cal olur. Q erime > Q verilen oldu undan buzun tamam eriyemez. Bu durumda kar fl mda bir miktar buz kal r. Eriyebilecek buzun kütlesi, Q verilen m e. e 4 m e.8 m e 3 g olur. 5 g buzun 3 g erir. g l k k sm buz olarak kal r. Son durumda, kapta C de g buz, g su vard r.. Cisimler özdefl, s t c lar da s t ld ndan, t saniyede ald klar s enerjileri eflittir. Bu durumda ve cisimlerinin ald klar s enerjileri, s cakl k( C) Q s (cal) 4. Bu tür sorular çözülürken öncelikle buzun tamamen eriyip erimedi i kontrol edilir. Buzun tamamen eriyebilmesi için almas gereken s, Q erime m. buz cal Suyun verebilece i maksimum s, Q verilen m.c.δt 8.1.(4 ) 3 cal Q m.c.δt Q m.c.δt Is enerjileri eflit oldu undan, Q Q 3mc..( 4 ) 4mc..( 4 3) 3mc.. 4 4m.c.1 3c c c 1 olur. c 3 olur. Q verilen > Q erime oldu undan buz tamamen erir. 3 cal s enerjisinin 8 kalorilik k sm ile buzu eritir. Geriye kalan k sm, cal enerjisi C deki gram suyun s cakl n artt r r. Q mc.. ΔT ( T ) T T C olur

18 X 1 4 X a) Z s cakl nda ayn de eri okusunlar. Z ( ) 8 ( ) Z ( 4) 16 ( 4) Z + 1 Z + 4 Z + 4 Z + 4 Z C de ayn de eri okurlar. b) Y termometresinin 1 Y gösterdi i bir s cakl kta X termometresi, Y 7. Ald klar s lar eflit oldu unda, Q m X. c X. Δt X m. c X. T Q m Y. c Y. Δt Y 3m. c Y. T eflitlikleri oranlan rsa, Q Q c x 3c Y c X c Y 3 bulunur. 8. a) t an nda kaptaki suyun s cakl t son m. + m.8 m + m 4m + 16m 4m 5 C olur. X ( ) 1 ( 4) 8 ( ) 16 ( 4) X X X 1 X 5 X okunur. b) 4t an nda kaptaki suyun s cakl, t son 4m. + 3m.8 7m 8m + 4m 7m 3 C bulunur a) ve N s v lar özdefl s t c larda s t ld klar ndan ald klar s lar eflittir. Q m. c. Δt m..t Q m N. c N Δt N m N. 1.3T eflitlikleri oranlan rsa, 14 bulunur. b) S v lar n s s galar m.c M olarak tan mlarsak, M m. c 3. 6 M N m N. c N eflitliklerini oranlarsak, bulunur. Q Q m.4t m N.3T m 3 m N 4 M M N X termometresinde 5 X olarak ölçülen bir s cakl k Y termometresinde, bulunur. 5 1 Y Y Y 4 Y 1 Y CEVAP D

19 1. Erime s cakl ndaki nin tümü eridi ine göre cismi s vererek nin erimesini sa lad ndan, bafllang çta cismi s cakl den büyüktür. cismi s verece inden s cakl kesinlikle artamaz. ise hâl de ifltirdi inden s cakl de iflmez. I. ifade yanl flt r. cisminin s cakl azalm fl, ninki de iflmemifltir. II. ifade do ru olabilir. cisminin tamam eridikten sonra cismi daha s vermeye devam ediyorsa, cisminin s cakl artabilir. III. ifade do ru olabilir. CEVAP E 11. t buz < C buz o C su yal t lm fl kap 14. b a a) Suyun eritebilece i en fazla buz miktar, Q ver m. e (1 ) m.8 m 1 g Buzun kütlesi, m buz g bulunur. b) Suya verilmesi gereken s Q top + Q + Q 3 c ap yal t k ise d flardan fl al fl verifli olmaz. Buzun s cakl C alt nda oldu undan buz s alacak su s verecektir. Su s verdi inden ve s cakl C oldu undan bir k sm donar. Buz eriyemez; çünkü s cakl k C üstüne hiç bir zaman ç - kamaz. Is l denge sa land nda kapta su buz kar fl m bulundu undan, suyun s cakl sabit kalm flt r. Yani denge s cakl o C dir. Sonuçta kaptaki suyun bir k sm donmufltur. Buzun kütlesi artm fl, suyun kütlesi azalm flt r. CEVAP B m. c buz. ΔT 1 +m. e + m.c su. ΔT 6.,5.(5 ) (51-) 936 cal c) Q al nan Q verilen 4.1.(t ) (8 t) t 4 3t t 65 C olur. 1. a) alorimetre b) Reomür 13. a) Do ru 15. b I S I S a Ö Z I S I A S I b) Do ru 143

20 BUMACA Suya vermemiz gereken s, Q m.c.δt.1.(1,53) 56 cal gerekir.. Buzu eritmek için gereken s, Q m.c b.δt +m. e 44 1 ( ( 4)) cal gerekir C deki buz C ye kadar gelene kadar alaca s, Q m.c.δt., cal Donan suyun kütlesi, Q m. e 36 m d.8 m d 45 g Suyun kütlesi, m su g bulunur. 6. D fl ortama verilen s y her aral k için bulal m. m.c b.δt 1 1.,5.(15 1) 5 cal Q m. b cal Q 3 m.c.δt 1.1.(1 ) 1 cal Q 4 m. buz Su buhar n n verdi i s, 8 cal Q m.c.δt + m cal Q 5 m.c b.δt cal Q + Q + Q 3 + Q 4 + Q cal 4. Verilen s, Q m. e +m.c.δt cal bulunur. 7. Gerekli olan s, Q m.c.δt.1 3., cal bulunur. 144