TEOG Hazırlık Föyü Isı ve Sıcaklık

Transkript

1 Isı * Bir enerji türüdür. * Kalorimetre kabı ile ölçülür. * Birimi kalori (cal) veya Joule (J) dür. * Bir maddeyi oluşturan taneciklerin toplam hareket enerjisidir. Sıcaklık * Enerji değildir. Hissedilen değerdir. * Termometre ile ölçülür. * Birimi Celcius ( dür. * Bir maddeyi oluşturan taneciklerden birinin ortalama hareket enerjisidir. Isı Alışverişi: değeri ve madde türü ne olursa olsun ısı akışı daima sıcak cisimden soğuk cisme doğrudur. * Her zaman sıcaktan soğuğa * Aynı sıcaklıktaki maddeler arasında ısı alışverişi olmaz * Isı alışverişi sonunda iki maddenin son sıcaklığı eşit olur. * Maddelerin son sıcaklığı, daima iki maddenin ilk sıcaklıkları arasında olur. 0 C 10 C 0 C 0 C Isının akış yönü Isının akış yönü DENE 1: Isı alan maddelerin sıcaklıklarındaki artış kütlelerine bağlıdır. andaki kaplar, özdeş ısıtıcılarla eşit sürede ısıtıldığında kütlesi az olan maddenin son sıcaklığı daha fazladır. Örneğin; 1. ve. kaptaki suyun ilk sıcaklığı 10 C iken her iki kap da 10 dakika ısıtıldığında 1. kaptaki su 0 C olurken. kaptaki su 10 C ile 0 C arasında bir değerde kalır. DENE : Aynı sıcaklıkta, farklı kütlede aynı cins sıvıları aynı sıcaklığa getirmek için kütlesi fazla olana daha çok ısı verilmelidir. DENE : Isı kaynağının güçlü olması maddelerin kısa sürede ısınmasını sağlar. andaki kaplar, güçleri farklı ısıtıcılarla eşit sürede ısıtıldığında güçlü ısıtıcının ısıttığı kabın son sıcaklığı diğerinden daha fazla olur. Örneğin; 1. ve. kaptaki suyun ilk sıcaklığı 10 C iken farklı ısıtıcılarla her iki kap da 10 dakika ısıtıldığında güçlü ısıtıcının ısıttığı kaptaki su 0 C olurken gücü az olan ısıtıcının ısıttığı kaptaki suyun sıcaklığı 0 C ye ulaşamaz. Aynı sıcaklıkta iki maddeden kütlesi fazla olanın ısı enerjisi fazladır. andaki kaplarda, 40 gr Su aynı sıcaklıkta farklı miktarlardaki sulardan miktarı fazla olanın 0 C 0 C ısı enerjisi fazladır. Sahip olunan ısı enerjilerini karşılaştırmak için «kütle sıcaklık» değerine bakılabilir. 8 gr Su 40 gr Su 40 C 0 C 10 C 10x40=400 8x0=400 40x10=400 Öz Isı: 1 gr. maddenin sıcaklığını 1 C artırmak için verilmesi gereken ısı miktarıdır. * Maddeler için ayırt edici özelliktir. * Joule/g. C dir. * Sembolü C harfi ile gösterilir. Örnek: Cciva = 0,1 J/g. C 1 gram kütleli 10 C Civayı 11 C sıcaklığa yükseltmek için 0,1 Joule enerji verilmesi gerekir demektir. Örneğin; 1. ve. kaptaki suyun ilk sıcaklığı 10 C iken her DENE 4: Eşit kütleli, eşit sıcaklıktaki, öz ısıları farklı sıvılar, özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtıldıklarında öz ısısı küçük olan sıvının son sıcaklığı daha fazla olur. 0 gr 0 gr sıvısının sıvısından daha fazla ısınmasının sebebi sıvısının öz ısısının İlk Sıc. 10 C İlk Sıc. 10 C sıvısının öz ısısından Son Sıc. 0 C Son Sıc. 0 C daha küçük olmasıdır. iki kaptaki suyu 0 C ye getirmek için 1. kabı 0 dakika ısıtmak yeterliyken. kabı 0 dakikadan daha fazla ısıtmak gerekir. Öz ısısı büyük olanın sıcaklık artışı az olur. Daha yavaş ısınır, daha yavaş soğur. Kaplardaki suları özdeş ısıtıcılarla eşit sıcaklığa getirmek için kütlesi fazla olanı daha uzun süre ısıtmak gerekir. 1

2 Termometre Nasıl Çalışır? Isınma ve Soğuma Eğrileri Sıcaklık artınca haznedeki sıvı ısı alır, genleşir, yükselir. Sıcaklık azalınca haznedeki sıvı ısı verir, büzülür, aşağıya iner Termometrede okunan değer kütleye bağlı değildir. Maddenin Halleri çekim kuvveti BÜÜK çekim kuvveti KÜÇÜK çekim kuvveti OK GİBİ mesafe KÜÇÜK mesafe katılara göre büyük mesafe ÇOK Belirli hacim ve şekilleri vardır Belirli hacimleri vardır, şekilleri yoktur Belirli hacim ve şekilleri yoktur Öteleme OK Titreşim VAR Öteleme A Titreşim VAR Öteleme ÇOK Titreşim VAR C buzun erime grafiği 1- Sadece (Buz) - + (Buz+Su) - Sadece (Su) 4- + (Su+Buhar) - Sadece (Buhar) Hal Değişimleri Erime Buharlaşma Maddeler ısı aldıkça; çekim kuvveti azalır, mesafe artar. Donma oğuşma Maddeler ısı verdikçe; çekim kuvveti artar, mesafe azalır. Enerji Dönüşümleri: Elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürebilen aletlere, su ısıtıcısı, saç kurutma makinası, fırın, ütü verileblir. Hareket Enerjisinin Isı Enerjisine Dönüştüğünü Gösteren Örnekler * Elimizi birbirine sürttüğümüzde ısınması * Çekiçle vurulan çivinin ısınması * Kibritin sürtülerek yakılması * Hareket halindeki arabanın patinaj sırasında lastiklerinin ısınması C su buharının soğuma grafiği 1- Sadece (Buz) - + (Buz+Su) - Sadece (Su) 4- + (Su+Buhar) - Sadece (Buhar)

3 Erime Isısı: Erime sıcaklığındaki 1 gram saf bir katının sıvı hale geçmesi için gereken ısı miktarıdır. O C de 1 gr buz Le = 4,4 J/g Buharlaşma Isısı: Kaynama sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının gaz hale geçmesi için alınması gereken ısı miktarıdır. arttıkça gerekli ısı aynı oranda artar. O C de 1 gr su 1 gram buzun erimesi için verilmesi gereken ısı miktarı 4,4 Joule demektir. Q = m x Lb Buharlaşma için gerekli ısı (J) Buharlaşma ısısı Hal değişimi sırasında sıcaklık DEĞİŞME. arttıkça gerekli ısı aynı oranda artar. Q = m x Le Erime için gerekli ısı (J) Erime ısısı ÖRNEK: Buharlaşma sıcaklığındaki 0gram suyun tamamını buharlaştırmak için kaç Joule ısı gerekir? (Lb=7J/g) ÇÖÜM: Suyun buharlaşma ısısı 7J/g olarak verilmiş. ani 1 gram suyun buharlaşması için 7 J enerji alması gereklidir. O halde 0 gram suyun buharlaşması için 07=1180 J enerji gereklidir. ÖRNEK: Erime sıcaklığındaki 100gram bakırın tamamını eritmek için kaç Joule ısı gerekir? (Le=17J/g) ÇÖÜM: Bakırın erime ısısı 17J/g olarak verilmiş. ani 1 gram bakırın erimesi için 17 J enerji gereklidir. O zaman 100 gram bakırın erimesi için 100x17=1700 J enerji gereklidir. Donam Isısı: Donma sıcaklığındaki 1 gram saf sıvının katı hale geçmesi için vermesi gereken ısı miktarıdır. arttıkça verilmesi gerekli ısı aynı oranda artar. Q = m x Ld Donma için verilmesi gereken ısı (J) Donma ısısı ÖRNEK: Donma sıcaklığındaki sıvı bakırın katı hale geçmesi için vermesi gereken ısı miktarı kaç Jouledür. (Ld=17J/g) ÇÖÜM: Bakırın donma ısısı 17J/g olarak verilmiş. ani 1 gram bakırın donması için 17 J enerji vermesi gereklidir. O zaman 100 gram bakırın donması için 100x17=1700 J enerji vermesi gereklidir. Hal değişim sıcaklığındaki saf bir madde için Erime Isısı = Donma Isısı oğuşma Isısı: oğuşma sıcaklığındaki 1 gram saf gazın sıvı hale geçmesi için vermesi gereken ısı miktarıdır. arttıkça verilmesi gerekli ısı aynı oranda artar. Q = m x Ly oğuşma için verilmesi gereken ısı (J) oğuşma ısısı ÖRNEK: oğuşma sıcaklığındaki gram su buharının tamamını sıvı hale getirmek için kaç Joule ısı vermesi gerekir? (Ly=7J/g) ÇÖÜM: Su buharının yoğuşma ısısı 7J/g olarak verilmiş. ani 1 gram su buharının yoğuşması için 7 J enerji alması gereklidir. O halde gram su buharının yoğuşması için 7=118 J enerji vermesi gereklidir. Maddelerin saflığı bozulduğunda erime, donma ve kaynama noktaları değişir. Örneğin; Saf su 0 C de donar, Tuzlu su 0 C nin altında donar. (ani tuz, suyun donma noktasını düşürür.) Saf su 100 C de kaynar, Tuzlu su 100 C nin üzerinde kaynar. (ani tuz, suyun kaynama noktasını yükseltir.)

4 1. 70 C 0 C 8 C 7 C 18 C 1 C Ankara-İzmir Afyon-Bursa Bolu-ozgat Ahmet: İzmir'den Ankara'ya eynep: Bursa'dan Afyon'a Veli: ozgat'tan Bolu'ya doğru yola çıkmışlardır. Öğrencilerden hangisi ya da hangileri yukarıdaki maddelerin ısı akış yönüyle aynı yönde yola çıkmıştır? Sadece Ahmet Ahmet ve Veli eynep ve Veli Sadece eynep. Farklı miktarlardaki sıvılar, özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtılıyor. Her iki maddenin de ilk sıcaklığı C derece, Az Madde Çok Madde miktarı az olan maddenin son sıcaklığı 7 C derece olduğuna göre miktarı çok olan maddenin son sıcaklığı kaç derece olabilir? K L M 0 C de 0 ml 0 C de 100 ml 0 C de 100 ml. ukarıda verilen K, L ve M kaplarında bulunan aynı cins sıvılar için; I. Ortalama hareket enerjileri arasındaki ilişki nedir? II. Toplam hareket enerjileri arasındaki ilişki nedir? Sorularının cevapları aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? I. M>L>K II. M>L>K I. M=L>K II. K=L>M I. M>L=K II. M>L=K I. M>L=K II. M>L>K 6. 8 cm 0 cm. Bir kaptaki sıvı ısıtıldığında; I. Taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. II. Taneciklerin hızı artar. III. çekim artar. ifadelerinden hangileri doğrudur? I ve II I ve III 7 cm 100 cm T İlk sıcaklıkları eşit, farklı miktarlardaki aynı cins sıvılar özdeş ısıtıcılarla eşit süre ısıtıldığında hangisinin son sıcaklığı en büyük olur? T II ve III I, II ve III Aşağıda verilen enerji dönüşümlerinden hangisinde hata yapılmıştır? Ütü Ellerimizi sürtmek Kibritin anması Su Isıtıcısı Elektrik Enerjisi Hareket Enerjisi Elektrik Enerjisi Elektrik Enerjisi Isı E. Isı E. Hareket E. Isı E. Madde Öz Isı (J/g Su 4,18 eytinyağı 1,96 C deki eşit kütleli su ve zeytinyağı dakika boyunca özdeş ısıtıcılarla ısıtıldıktan sonraki sıcaklık ölçümleri için; Mine: Suyun sıcaklığı daha yüksek çıkar. Pelin: eytinyağının sıcaklığı daha yüksek çıkar. orumları için ne söylenebilir? Mine doğru, Pelin yanlış Mine yanlış, Pelin doğru İkisi de doğru İkisi de yanlış 4

5 8. Madde T Erime N. ( Kaynama N ( Erime sıcaklığındaki 00 gram kurşunun tamamını eritmek için verilmesi gereken ısı kaç Jouledür? (Le=,7 J/g) 4,14 J 4,14 J 41,4 J 414 J Erime ve kaynama noktaları verilen,, ve T maddelerinin sıcaklıkları -0 C den 8 C ye çıkartıldığında hangi madde katı, sıvı, gaz değişimini geçirir? T 1. Kaynama sıcaklığındaki 100 gram eterin tamamen gaz haline geçmesi için verilmesi gereken ısı kaç Jouledür? (Lb=96,78 J/g) 148,9 9. A, B ve C maddeleri saf bir maddenin hal değiştirmiş şekilleridir. * A ısı alarak C ye dönüşebilir. * B ısı alarak A ya dönüşebilir. * C ısı vererek A ya dönüşebilir. * A ısı vererek B ye dönüşebilir. Buna göre A, B ve C hallerinin doğru eşleştirmesi aşağıdakilerden hangisi gibidir? A B C 1., Sıcaklık ( B A 10. Madde Buz Demir Kurşun Civa Erime-Donma Isısı 4,40 117,04,7 11,8 D C 10 aman (dk) 0 Saf katısının Sıcaklık-aman grafiği şekildeki gibidir. Meral: 1 gram Civanın donarken verdiği ısı ile 1 gram buz erimez. Hakan: Bu dört maddelerin 1 gramını eritmek için en fazla ısı verilmesi gereken madde buzdur. Ezgi: Demir tanecikleri arasındaki çekim kuvveti en fazladır. ukarıda verilen maddelere göre hangi öğrenciler doğru cevap vermiştir? Grafiğe göre yapılan yorumlardan hangileri doğrudur? Meral-Hakan Meral-Ezgi II, IV, V I, II, IV Hakan-Ezgi Hakan-Ezgi I. A bölgesinde hal değişmektedir. II. B bölgesinde madde tamamen sıvı haldedir. III. Meddenin erime noktası 0 C dir. IV. Maddenin buharlaşması 10 dakika sürmüştür. V. Madde C bölgesinde tamamen gaz haldedir. II, III, IV I, III

6 Sıcaklık ( Sıcaklık ( T aman (dk) 1 aman (dk) 6 9 Saf ve T maddelerinin hal değişim grafikleri yukarıda verilmiştir. Bu grafikler için aşağıdaki yorumlardan hangisi yanlıştır? ve T aynı madde ise T nin kütlesi den fazladır. ve T maddelerinin erime noktaları 10 C, kaynama noktaları 70 C dir. ve T farklı maddelerdir. ve T başlangıçta katı haldedir. A B C Özdeş termometreler, farklı sıcaklıklardaki A, B ve C sıvıları içerisinde bir süre bekletildikten sonra çıkartılıp oda sıcaklığına alınarak değişimleri not ediliyor. * A sıvısından alınan termometrenin derecesi artıyor. * B sıvısından alınan termometrenin derecesi değişmiyor. * C sıvısından alınan termometrenin derecesi azalıyor. Buna göre A, B ve C sıvılarının sıcaklıkları arasındaki ilişki nasıldır? C>B>A A>B>C B>C>A C>A>B 1. 0 C 10 C 60 C ukarıdaki cisimler aynı ortama bırakıldıklarında maddelerin ısılarındaki değişim aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir? 16. I 8 C II -0 C III 0 C ukarıda aynı maddenin farklı zamanlardaki sıcaklıkları verilmiştir. Maddenin bu zamanlardaki ortalama hareket enerjileri arasında nasıl bir ilişki vardır? I>II>III I>III>II II>III>I II>I>III 18. K L M Merve şekildeki kaplar ve özdeş ısıtıcılarla aşağıdaki deneyleri yapmak istiyor. I. Isı alan maddelerin sıcaklıklarındaki artış kütlelerine bağlıdır. II. Isı alan maddelerin sıcaklıklarındaki artış ısıtıcı sayısına bağlıdır. Merve bu deneyler için yukarıda verilen düzeneklerden hangilerini kullanmalıdır? I L-M K-L K-L K-M II K-M K-M L-M K-L 6