Not : Boşluklu malzemelerin donmaya karşı dayanıklı olması için doyma derecelerinin % 80 den küçük olması gerekir. D<0,80 olmalı

Transkript

1 ÖRNEK: 22x11x8 cm boyutunda bir tuğla kuru olarak tartıldığında 2500 gr. gelmektedir. 24 saat su altında tutulduktan sonra 3210 g gelmektedir (Tüm boşlukları su ile dolmuştur). Bu tuğlanın bir parçası öğütülüp elekten geçen kısımdan 50 gr. alınıp dereceli kapta hacmi 18.2 cm 3 bulunuyor. a) Birim hacim ağırlık B.H.A =? b) Özgül ağırlık =? c) Kompasite k =? d) Porozite p =? e) Su emme yüzdesi; Sa, Sh =? f) Doyma derecesi D =? bulunuz. g) Bu tuğladan donmaya dayanıklılık beklenebilir mi? Not : Boşluklu malzemelerin donmaya karşı dayanıklı olması için doyma derecelerinin % 80 den küçük olması gerekir. D<0,80 olmalı Çözüm: W kuru = 2600 gr W yaş = 3000 gr V= 1518 cm 3 W numune = 50 gr. Vd numune = 17,5 cm 3 a) B.H.A = 1,71 gr/cm 3 b) = 2,86 gr/cm 3 c) k = 0,60 d) p = 1- k =1 0, 60= 0,40 e) Sa= 0,15 Sh = SaxB.H.A = 0,15x1.71=0,256 % 26 f) D= %64 g) D = % 64 < % 80 olduğundan donmaya dayanıklılık beklenir. ÖRNEK: 30x30 cm boyunda bir beton karo, kapiler su emme deneyinde 20 dakika su ile temasta kalmış, bu süre içinde 40 gr. su emmiş olsun kapilerite katsayısı nedir? Q = 40 gr = 40 cm 3 A = 30x30 = 900 cm 2 t = 20 dakika = 1200 saniye 1

2 ÖRNEK: Bir tuğla numunesi kuru olarak tartıldığında 2400 g geliyor. 11x23 cm boyutunda olan alt yüzü su ile temasa getirilip kapiler su emme deneyine tabi tutuluyor. Deneyde 1 saat sonunda numune yüzeyi kurulanarak tartılıyor ve 2725 g bulunuyor. a) Bu tuğlanın kapilerite katsayısını hesaplayınız. b) Hacim oranı cinsinden su emme miktarı en çok % 26,4 olacağı biliniyorsa, bu tuğladan yapılmış bir duvarın zeminden aldığı rutubeti 3 m yukarıdaki üst kata iletmesi için kaç günlük zaman geçecektir. Çözüm: t = 1 saat = 3600 sn. Q = = 325 g; A = 11x23=253 cm 2 k t = Q 2 /A 2 ; k = 4,5x10-4 b) Hacim oranı cinsinden su emme miktarı en çok % 26,4 olacağı biliniyorsa, bu tuğladan yapılmış bir duvarın zeminden aldığı rutubeti 3 m yukarıdaki üst kata iletmesi için kaç günlük zaman geçecektir. A = 1 cm 2 H = 300 cm olan bir sütun göz önüne alalım. Bu sütunun hacmi V = 300 cm 3 ve emeceği su miktarı Q = 300x0,264= 79,2 cm 3 olacaktır. Tuğla duvarın bu kadar suyu emmesi için geçecek zaman k t = Q 2 /A 2 4,5 x 10-4 x t = t=1.39x10 7 sn = 161 Gün olur. Şayet duvar 161 gün sürekli su etkisinde kalırsa rutubet 3 m yukarıya çıkabilir. 1) Aşağıdaki birim çevirmeleri yapınız. mikro=10-6 ; mili=10-3 ;,k=10 3 ;c=10-2 1eV = 1, Joule ise, 1600 Joule kaç ev tur? 1 elektronun yükü 1, C ise, 100µC yükte kaç e vardır? (C: coulomb, SI yük birimi) 1 kal 4,18 Joule ise, 836 Joule kaç kaloridir? Dalga boyu, =1500mm= µm = m Dünyanın kendi ekseni etrafında dönüşünün frekansı kaç Hertz dir? Işık hızı c= m/s ise, c yi km/h olarak bulunuz. (h: hour) 0,05 g/cm 3 = kg/m 3 2

3 230 kg/m 3 = g/cm 3 2) Bilgi: Elektromanyetik spektrumda görünür bölge dalga boyu 400nm 700nm arasında olduğunu kabul ediniz. Bant teorisine göre Valans bandında bulunan elektronlar, üzerine düşürülen fotonun enerjisini emerek, yasak enerji bandını (E gap) geçer ve iletim bandına atlayabilir ise madde elektriksel olarak iletken hale geçer ve renklenebilir. Emilen fotonun rengi (ışık rengi) görülemez, diğer enerjide kalanlar ise madde içerisinden geçecek veya yansıyacaktır. a) Bu durumda aşağıda verilen iki cisim için, üzerlerine görünür bölgedeki ışık gönderildiğinde, cisimlerin ne renk görülebileceğini hesaplayınız ve açıklayınız. E = hc ; h=4, ev.s; c= m/s; hc=12, ev.m b) Tablo 1 de verilen tüm renklerin frekans değerlerini (f=?hertz=1/s birimi ile) hesaplayınız ve tabloya yazınız. (E=hf) TABLO 1 Renk Mor Mavi Turkuaz Yeşil Sarı Turuncu Kırmızı Dalgaboyu ( )nm Enerji (E=hc/ ev 3,10 2,76 2,48 2,26 2,07 1,91 1,77 f (hertz) E foton İletim bandı E gap=2,3ev E foton İletim bandı E gap=1,75ev Valans bandı Valans bandı 3) 10cm x 20cm x 30cm ebatlarında prizma şeklindeki bir doğal taşın yaş kütlesi M y=2850 gramdır. Bu taşta emdirilmiş su oranı Sa= %35=0,35; boşluk oranı (V boş/v toplam)= %17=0,17 olduğuna göre; bu taşın a) Doğal yoğunluğunu ( d= M yaş/v top), b) BHA, (BHA=M kuru/v top) c) Kompasitesini (k=?), d) Porozitesini (p=?), e) Doygunluk yüzdesini bulunuz. f) Bu taş yaş hali ile donmaya dayanıklı mıdır, cevabınızın nedenini açıklayınız. Sa=(M yaş-m kuru)/m kuru; Sh=Sa.BHA; D=Sh/P (doygunluk yüzdesi) 4) Aşağıdaki fiziksel terimleri kısaca açıklayınız. Desibell (db): (elektriksel) İletkenlik ( ): Doppler Etkisi (ses için) Öz ısı (c): Elastiklik Modülü (Young Modülü, E): Yük (Q, colulomb) nedir? Peryot (T): Frekans (f): 3

4 Dalga boyu ( ): Korozyon: Elektrik Akımı (I, amper) Sıcaklık (T): Isı (H): Ferromanyetizm: 5) Bir cam parçasının kalınlığı L=500mm dir. Bu camın ışık geçirgenlik katsayısı =2, mm -1 verilmektedir. a) n cam=1,5; n hava=1 alarak, havadan cama geçen ışık için bu camın R yansıtma oranını bulunuz. R = { n 2 n 2 1 } n 2 + n 1 b) I T = I 0 (1 R) 2 (e βl ) formülünü kullanarak bu cama gelen I 0 şiddetindeki bir ışık demetinin yüzde kaçının geçebileceğini bulunuz (I T=k I 0 ise k nedir?) 6) Soruları cevaplayınız. a) Korozyon nedir, türleri nelerdir, kısaca açıklayınız. b) Korozyonun zararları nelerdir? c) Korozyon önlenebilir mi, korunmak ya da önlemek için neler yapılabilir? d) En tehlikeli korozyon türü hangisidir, neden tehlikelidir? e) En tehlikesiz korozyon türü hangisidir, neden diğerlerine göre daha tehlikesizdir? f) Korozyonun faydaları var mıdır, hangi işlemlerde korozyon işlemi kullanılarak bir amaç gerçekleştirilmeye çalışılır? 7) Aşağıdaki soruları cevaplarken tabloda verilen 5 adet maddeden hangisi tercih edeceğinizi ve sebebinizi kısaca yazınız. Madde Yoğunluk (g/cm3) Çekme Dayanımı (, N/mm) İletkenlik ( Siemens/m) Korozyon Hızı (CPR, mm/yıl) Işık yansıtma oranı(%) Ses İletkenliği (%) Isı İletkenliği (watt/mk) A 0, ,03 0,2 0,05 0,35 4,5 B 0, ,05 0,1 0,07 0,45 7,5 C 2, ,45 0,45 0, D 1, ,65 0,33 0, E 1, ,45 0,55 0,

5 İstenen özellikler Tercih Edilen Madde (veya maddeler) Gerekçe ve/veya negatif özellikler 1) Işık geçiren, hafif, dayanıklı, ses iletimi minimum ve ısıl iletken bir malzeme için hangi maddeyi tercih edersiniz? 2) Kolay şekil değiştirebilir, korozyonu düşük, ışık yansıtması düşük, ısıl yalıtkan bir malzeme için hangi maddeyi tercih edersiniz? 3) Yüksek ısı iletkenliği, yüksek ışık yansıtıcılığı, yüksek çekme dayanımı, düşük yoğunluklu bir malzeme için hangi maddeyi tercih ederdiniz? 4) İki farklı tür madde birlikte kullanılarak, hafif, ısı iletkenliği düşük, yansıtma oranı yüksek ve dayanıklı bir ürün tasarlanacaktır. Bu ürünün içine ve dışına hangi madde kullanılabilir? 5