İSI ENERJİSİ ve HESAPLANMASI

FİZİK

 

Isı, bir enerji şekli olup birimi kaloridir. 1 kalori, 1 gram suyun sıcaklığını 1°C değiş­tirmek için suya verilen ya da sudan alınan ısı miktarıdır. Her maddenin 1 gramının sıcaklı­ğını 1 °C değiştirmek için maddeye verilen ya da alınan ısı aynı değildir.

Bir maddenin 1 gramının sıcaklığım 1°C değiştirmek için o maddeye ve­rilen ya da o maddeden alınan ısı miktarına o maddenin ısınma ısısı (öz ısısı, özgül ısısı) denilir ve ısınma ısısı maddelerde ayirt edici bir özelliktir. Bir maddenin sıcaklığını 1° C değiştirmek i^in o maddeye verilen ya da o maddeden alman ısı miktarına, o maddenin ısı sığası denilir.

Isınma ısısı ile kalorinin tanımlarına dikkat edilecek olursa, suyun ısınma ısısının “I” olduğu görülür.

Bir maddenin sıcaklığı 1°C değiştirmek için verilen ya da alınan ısı miktarını (ısı sı­ğasını) M ile gösterirsek, ısı sığası M olan bu maddenin sıcaklığını At°C değiştirmek için alı­nan ya da verilen ısı miktarına da Q diyecek olursak,

0. = M . A t yazılabilir.

Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1°C değiştirmek için alınan ya da verilen ısı miktarını (ısınma ısısını) c ile gösterelim.

Bu maddenin m, gramının sıcaklığını 1°C değiştirmek için alınan ya da verilen ısı (ısı sığasr) mc olur.

O halde, m kütleli c öz ısılı cismin sıçaklığını At°C değiştirmek için alıi nan ya da verilen ısı miktarı,

Q = mc . At    şeklinde de yazılabilir.

■ ■ ■ _____ ;____________________________________________ i————————

Sıcaklıkları farklı olan cisimler, aynı bir ortam içerisinde bulunuyorlarsa, ısı alışveri­şinde bulunurlar.

Isı alışverişinde bulunan cisimlerin dışarı ile ısı alışverişi yoksa, sıcaklığı fazla olan ısı kaybeder, sıcaklığı az olan ısı alır. Isı kaybeden cismin kaybetmiş olduğu ısı miktarı, ısı alan cismin almış olduğu ısı miktarı kadardır. alınan ısı = verilen ısı olur.

Cisimler arasındaki ısı alışverişi cisimler denge sıcaklığına ulaşıncaya kadar devam

eder.

Sabit bısançta bir katı cisim ısıtıldığında, her katı cismin belli bir sıcaklık derecesine kadar sıcaklığının arttığı görülür. Cisme ısı vermeye devam edilirse, bu katı cismin sıcaklığı sabit kalır, fakat katı cisim sıvı hale yani ergimeye başlar.

Bir katı cismin sıvı hale geçebileceği sıcaklık derecesine, o cismin ergime noktası veya ergime sıcaklığı denir.

Su ya da ergimiş naftalin gibi bir sıvıyı soğutmaya başladığımızda, bu sıvılar sıvı hali­ni değiştirmeksizin belli birer sıcaklığa kadar soğurlar. Bu sıcaklıkta soğutulmaya devam edilirse, sıcaklık sabit kalarak sıvılar katı hale geçmeye başlar ve sıvıların tamamı katı hale geçinceye kadar sıcaklık değişmez.

Bir cismin, sıvı halden katı hale geçtiği sıcaklık derecesine o cismin katılaşma ya da donma noktası denilir.

Aynı bir cisim için,

Katılaşma noktası = Ergime noktası’dır.

Özetleyecek olursak:

. 1— Belli bir cismin belli bir basınç altında belli bir erğime ve katılaşma noktası vardır. 2—  Bir cismin ergime ve katılaşma noktalan aynıdır.

3—  Ergime ve katılaşma süresince sıcaklık sabit kalır.

m kütleli c ısınma ısılı cismin aldığı ya da kaybettiği ısı miktarını Q. = mc At bağın­tısı ile bulunabileceğini söylemiştik. Acaba aynı bağıntıyı ergimekte olan bir katı cisim veya donmakta olan bir sıvı için kullanabilir miyiz? Cisim ergirken veya donarken, sıcaklık değişimi olmayacağına göre, & = 0 olur. Dolayısıyla Q =0 olur. Oysa ki, cismi eritmek ya da dondurmak için ısı vermek veya ısı almak gerekir. Bu nedenle cisim ergirken veya donar­ken = mc. At bağıntısı kullanılmaz.

: – ————————————————————————————–  —–  \————–

Ergime sıcaklığında bulunan bir katı cismin bir gramının ergice sıcak­lığında sıvı hale geçmesi için cisme verilen ısıya o cismin ergime ısısı denir.

Ergime ısısını L ile gösterirsek, L bir katı cismin 1 gramının ergimesi için gerekli ısı

olduğuna göre, bu katı cismin m gramının ergimesi için gerekli olan ısı miktarı da:

Q= mL

Katılaşma noktasında bulunan bir sıvının 1 gramının katılaşma nokta­sında katı hale geçmesi iyin kaybettiği ısı miktarına, o sıvının donma veya katılaşma ısısı denilir._____________________________ L2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aynı bir cisim için,

Donma ısısı = Ergime ısısı’dır.

Katılaşma sıcaklığında bulunan m gram sıvının, katılaşma sıcaklığında katı hale geç­mesi için kaybettiği ısı miktarı,

Q^f = mL   bağıntısından bulunur.

0°C de bulunan 1 gr buzun 0°C de su haline geçmesi için gerekli ısı miktarı 80 kalo­ridir. Aynı şekilde 0° de Igr suyun 0°C de buz haline geçmesi için suyun kaybettiği ısı miktarı 80 kaloridir.

Ergime ve katılaşma olaylarında kimi cisimlerin hacmi büyür, kimi cisimlerin ise hac­mi küçülür. Sözgelimi, katı parafin ısıtılarak ergitilirse, hacmi büyür; buzun ise ergime sıra­sında hacmi küçülür.

Ergime ve katılaşma olaylarında dolaylı olarak basıncın bir etkisi vardır. Basınç hacımca genleşmeyi zorlaştıracağı için ergime sırasında genleşen cisimlerde basıncın art­ması ergimeyi zorlaştırır ve ergime sıcaklığını yükseltir.

Ergime sırasında hacimleri küçülen cisimlerde basıncın artması hacmin küçülmesini hızlandırır. Yani ergimeyi kolaylaştırır ve ergime noktası düşer.

Açık Havada Buharlaşma Hızı Nelere Bağlıdır?

1. I.      Sıvının havaya açık olan yüzeyinin büyüklüğüne bağlıdır. Bu yüzey ne kadar bü­yükse buharlaşma hızı o kadar fazla olur.
2. II.     Buharlaşma hızı havanın hareketli oluşuyla da değişir.

UT Buharlaşma hızı havanın sıcaklığına bağlıdır.

1. IV.   Buharlaşma hızı, buharlaşacak sıvının atmosfer içinde bulunan miktarına da bağ­lıdır. Buharlaşacak sıvının buharı atmosfer içinde ne kadar az olıırsâ, buharlaşma hızı o kadar fazla olur.
2. V.     Buharlaşma hızı atmosferin basıncı fazla ise, buharlaşma yavaş, atmosferin ba­

 

Sıvı üstünü iten dış basınç artarsa, sıvının kaynama noktası yükselir.

Bu nedenle su, yüksek yerlerde 100° C nin altında kaynamaya başlar. Basman kay­nama noktası üzerindeki bu etkisinden yararlanarak bir sıvıyı istenilen sıcaklık derecesinde kaynatmak mümkündür.

Bir Sıvının t°C deki Buharlaşma Isısı: t°C deki 1 gram sıvının, bu sıcak­lıkta sıvı halden doyuran buhar haline geçmesi için almış olduğu ısı miktarına t°C deki buharlaşma ısısı denilir.

Yoğunlaşma Isısı: t°C de bulunan 1 gram doyuran buharın, t°C de sın nale geçerken verdiği ısı miktarına, yoğunlaşma ısısı denir.

Isıtılan bir katı cismin sıcaklığının zamana bağlı aldığı isi miktarı aşağıdaki grafik­teki gibidir.

 

Soğutulan buharın sıcaklığının zamana bağlı değişimi ve bu değişim sırasında kaybet tiği ısı miktarı aşağıdaki gibidir

 

ISININ YAYILMASI

Sıcaklıkları farklı olan cisimlerin ısı alışverişinde bulunduklarını biliyoruz. Ştmtfi ısının cisimler üzerinde nasıl yayıldığını tartışalım.

İletkenUk yoluyla ısının yayılması:

Isının Konveksiyon Yolu ile Yayılması:

İçerisinde sıvı bulunan bir kap bir köşesinden ısıtıldığında, kabın ısınan köşesindeki

molekülleri ile temasta olan sıvı molekülleri de ısınır ve hacmi büyür. Hacmi büyüyen bu «sıvı molekülünün yoğunluğu azalacağından, yukarı çıkmaya başlar ve yerine soğuk sıvı molekü­lü gelir. Olay böylece devam ederken, ısınan sıvı molekülü yukarı çıkarak sıvı içerisinde bir sıvı akımı oluşur. Bu sıvı akımına da konveksiyon akımı denilir.

Aynı olay, bir odanın bir köşesinde yanmakta olan soba ve oda içerisindeki gaz için de söylenilebilir. Isınan gaz molekülü yukarı çıkar ve oda içerisinde konveksiyon akımını oluşturur. Bu da ısının odanın diğer taraflarına da yayılmasını sağlar.

Isınma Yoluyla Isının Yayılması:

Boşlukta madde olmadığı için boşlukta ısı, iletkenlik ya da konveksiyon yolu ile ya­yılmaz. O halde güneş bizi nasıl ısıtır?

>

Güneşin bizi ısıtmasını ancak ışımaya bağlayabiliriz. Yani ısı ışıma yoluyla da yapıla­bilir. Işıma yoluyla yayılan ısı dalgaları bir cisim üzerine düştüğü zaman ya cisim tarafından soğrulur, ya yansıtılır, ya da bu cisim içinden geçerler. Sıcaklıkları ne olursa olsun bütün cisimler ışıma yoluyla ısı yayarlar. Fakat sıcaklıkları fazla olan cisimler, ışıma yoluyla daha

 

1— Özdeş iki kaptan birine su, diğerine ise kütlesi suyunkine eşit ve aynı sıcaklıkta pet­rol koyduktan sonra ikisi de güneşe konuluyor. Bir süre sonra sıcaklıkları ölçüldüğün­de petrolün sıcaklığının daha fazla arttığı görülüyor. Bunun nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

A)  Petrolün yoğunluğunun suyunkinden küçük olması.

B) Petrolün ısı sığasının suyunkinden büyük olması.   ‘

C) Petrolün ısınma ısısının suyunkiıiden küçük olması.

D)  Petrolün ısınma ısısının suyunkinden büyük olması.

E)  Petrolün ve suyun ısınma ısılarının aynı olması.

ÇÖZÜM: Su ve petrol aynı kaynakla aynı süreısıtıldıklarına göre, aynı ısıyı almaktadır­lar. Su ve petrolden l’er gram da alsak, petrolün sıcaklığı daha fazla artacak, yani petrolün 1 gramının sıcaklığını 1°C arttırmak istesek, suya nazaran İdaha az ısı verile­cek, dolayısıyla petrolün ısınma ısısı suyunkinden kü£i3t olacak. Cevap Ç

2—    Sabit basınçta kaynamakta olan suyun T sıcaklığının t süresine bağlı değişimini veren grafik hangisidir?

 

3- Bir cismin sıcaklığını 1°C artırmak için gerekli ısıya o cismin ISI SIĞASI denilir. Aşa- ğıdakilerden hangisi bilinirse, bir cismin ısı sığası bulunabilir? A)  Cismin ilk ve son sıcaklığı. B)  Cisme verilen ısı ve sıcaklık değişimi. C)  Cisme verilen ısı ve cismin kütlesi. D)  Cismin ısınma ısısı ve sıcaklık değişimi. E)  Cismin kütlesi ve sıcaklık değişimi. ÇÖZÜM: Isı sığası M olan cisim q ısısını alarak sıcaklığını At°C artırıyorsa, 9 = M • At yazılabilir. Veya kütlesi m ısınma ısısı C olan cismin ısı sığası M = mc idi. O halde Q — M At bağıntısına göre G| ve A t veya M = mc bağıntısına göre de m ve c bilin- melidir. Ö halde cevap B 300 gr. suyun ısınma eğrisi grafikteki gibi- dir. Suyun 40 dakikada aldığı ısı miktarı kaç kaloridir?

B) 2.102

D) 6.103

E) 9.102

C) 3.103

A) 10

ÇÖZÜM: T = 0 anında suyun sıcaklığı 10°C dir. T = 40 dakikada ise 30°Cdir. O halde 40 dakikada suyun sıcaklığı 30°C — 10°C = 20°C artmıştır. suyun aldığı ısı miktarı, Q = m c Atiden bulunabilir. Q=300. 1. 20kalori 9 = 6000 kalori. Cevap O 5—     brgimış parafin soğutularak dondurulursa, hacmi küçülür. Su soğutularak donduru­lursa, hacmi büyür. Ergimiş parafin ve suyun soğutularak dondurulması halinde han­gi fiziksel özellikleri biri diğerine ters yönde gelişir? A) Kütleleri B) özkutlelerı                                 C) öz ısıları D) Ergime ısıları E) Isı sığaları                          1 -..-i. j t t | ÇÖZÜM: Cisimlerin ısıtılması ya da soğutulmasında kütleleri değişmez. Olayda hacim değişimi olduğuna görei, özkütle değişimi vardır, bacmi küçülenin özkütlesi büyür, hacmi büyüyenin özkütlesi küçülür. Cevap : B 6—     Eşit kütleli iki cisimden birinin sıcaklığını t°C artıran ısı miktarının iki katı diğerinin x sıcaklığı — C artırdığına göre cisimlerin ısınma ısıları (öz ısıları) oranı neye eşit­

tir? A) 0,25

8)0,5

C)1

D) 1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ÇÖZÜM: I. cismin kütlesine m, ısınma ısısına c, dersek, aldığı ısı miktarı: 9, =m . Cj .t dir.

1. II.  Cismin aldığı ısı miktarı ise 29ı idi- O halde,

t

29ı = m . c₂ . — yazılabilir.

21                                                                                                                                                                                                                              2

(c₂ ikinci cismin ısınma ısısı)

=mcj .t

Bağıntıları ortak çözülürse, 29,=mc₂.—

t

2mc_r. t = mc₂ .———-

 

•=0,25 Cevap A

 

7—    Bir çaydanlık ve bir kazan dolusu su, iki ısı kaynağı ile ısıtıldığında her iki kabdaki suyun sıcaklık artışının aynı olduğu termometrelerle ölçülüyor, «ablardaki suların ısı enerjilerindeki değişme için ne söylenilebilir?

A)  Her iki kabdaki suyun ısı enerjisindeki artma miktarı aynıdır.

B)  Kazandaki su daha fazla ısı almıştır.

C) Çaydanlıktaki su daha fazla ısı almıştır.

D) Suların ilk ve son sıcaklıkları verilmediği için bir şey söylenemez.

E)  Kabların ısı sığaları verilmediği için birşey söylenemez.

ÇÖZÜM: Kazandaki su miktarı daha fazladır. Çaydanlıktaki su miktarına bir birim der­sek, kazandaki su miktarı, çaydanlıktaki su miktarı cinsînden x birim olur. Sıcaklık değişimi aynı olduğundan, kazandaki su çaydanlıktaki suyun aldığı ısınıfı x katı ka­dar ısı alır. Cevap: B

Aynı maddeden yapılma K, L, M homojen silindirlerden birinin yüksekliği bir önceki­nin 1/2 katı, yarı çapı ise 2 katıdır. Oda sı­caklığında olan bu silindirler özdeş ısıtı-

cılarla eşit süre ısıtıldıklarında sıcaklıklarına göre aralarındaki bağıntı hangisidir?

A)                                       K = L=M      B) K <L <M   C)K>L>M

D)                                      K=L<M           E)K>M>L

Q

ÇÖZÜM: Q = mc At bağfitısını At =    şeklinde yazarsak, cisimler özdeş ısıtıcılar-

mc

eşit süre ısıtıldıklariEia göre, aldıkları ısıları aynıdır. Cisimler aynı maddeden yapıl­dığına göre öz ısıları (c) aynı olur.

O     halde cisimlerin At sıcaklık değişimleri, cisimlerin kütlelerine bağlıdır. Bu nedenle cisimlerin kütlelerini bulmamız gerekir. Cisimlerin yapıldığı maddelerin öz kütlele­rine d dersek;

(m² . h silindirin hacmi)

K nın kütlesi L nin kütlesi

 

 

= 4 m² . h . d = 4 m

bağıntısında m kütlesi ile At sıcaklık değişimi ters orantılı oldu­

m. c

ğundan kütlesi büyük olur. M cisminin sıcaklığı az artacak, kütlesi küçük olan K cis­minin sıcaklığı ise daha fazla artacağından cevap C

9-       Oda sıcaklığında   su ve alkol bulunan kablardan birine bir elimizi, diğerine ise diğer elimizi batırıp çıkardığımızda, alkole batırılan elimizin daha fazla serinlediği görülüyor. Olayın nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

A Suyun ısınma ısısının, alkolünkinden büyük olması.

B) Suyun ısı sığasının, alkolündeki küçük olması.

D)  Alkolün oda sıcaklığında buharlaşması ve buharlaşırken elimizden ısı alması.

E)  Su ve alkolün ısı iletkenliklerinin farklı olması.

ÇÖZÜM: Buharlaşan sıvı ısı alır. Alkol de buharlaşırken, elimizden ısı almaktadır. Alkol­den çıkartılan elimizin daha fazla ısı kaybettiğinden, elimizde serinleme olur. CevapD

10-       I Û V , ^ IK*                                            Oda sıcaklığında bulunan boyları ve kesitleri şe-

‘ -‘V’Iteıs  gösterilen aynı metalden yapılma silindirik

7^1″””””^- \ ,-<_v     cisimler sıcak su içerisine atılıyor. Isı dengesi sağ-

landığında cisimlerin hacimlerindeki genleşme miktarına göre aralarında hangi bağıntı vardır?

A)         I =11 <111    C) Kil =111

E)  Kil <111

ÇÖZÜM: Oda sıcaklığında bulunan bu cisimlerin sıcaklıkları oda sıcaklığı kadardır. Sı­cak su içerisinde ısı dengesi sağlandığında, sıcaklıklarındaki değişme miktarı da aynı olacaktır.

1. I.   cismin hacmine V dersek, II. cismin hacmi 2V, III. cismin hacmi de 2V olacaktır. Isıtılan bir katı cismin V hacminin genleşen miktarı AV = V . 3Â. At olduğu hatır­lanırsa, bu cisimler için A t sıcaklık değişimi aynı, aynı maddeden yapılma oldukla­rından X uzama katsayıları da aynı olacaktır. O halde ısıtılan bu katı cisimlerin ha­cimlerindeki genleşme miktarı V hacimleri ile doğru orantılı olacağından hacmi daha fazla olan fazla genleşeceğinden Cevap C

Cisimlerin boylarındaki uzama miktarlarına göre anlarında nasıl bir bağıntı buluna­bileceğini de siz dükünün.

12-              K L, M s,v//ar//7//7 s/caAM/an s//zyAr tj, t₂, t₃ ator. Smâr ısı sızdırmayan ve aldığı ^e^^e^^en b^,r kapta toplandığında L sıvısının sıcaklığının değişmediği gö­rülüyor. tj, t₂₎ t₃ ¡/e ilgili hangisi söylenmez?

A)                      t₁=t₂=t₃               D) tj <t₂ <t₃  C) t, >t₂ >t₃

24 D) t, <t₃ <t₂   E)t,-t=t₂-t₃

ÇÖZÜM: t₂ sıcaklığı değişmediğine göre, L cismi ısı alışverişinde bulunmamıştır ve t₂ sıcaklığı da karışımın denge sıcaklığı olmaktadır. O halde K ile M ısı alışverişinde bu­lunmuş olabilir. t₂ sıcaklığı denge sıcaklığı olduğuna göre; K ve M sıvılarının hangi­sinin sıcaklığı büyük ise t₂ bu büyük sıcaklıktan daha büyük olamaz, olsa ısı vermiş olurdu. Küçük sıcaklıktan daha küçük olamaz, olsa idi ısı alması gerekirdi. O halde t₂ sıcaklığı tj sıcaklığı ile t₃ arasında olabilir.

Cevap: D

11-

Sabit hızla ısı veren bir kaynak, eşit kütleli, K, L, M Katı maddelerine ısı vermektedir. Cisimlerin sıcaklığının zamana bağlı değişimi grafikteki gibidir.

Cisimlerin ergime ısıları sırayla L_kL_lL_m olduğuna göre, büyükten küçüğe nasıl sıra­lanır?

A)L_kL_lL„ B)L_lL„L_k                           C)L„LkL_l

ÇÖZÜM: Isı kaynağı fazla sürede fazla ısı verir. Cisimlerin kütlelerini birer gram alacak olursak, M’nin ergimesi daha uzun sürede olduğuna göre, daha fazla ısı alır. L’nin er­gimesi ise daha az sürede olduğuna göre, bir gramı daha az ısı ile erimektedir. O halde, cevap: C’dir.

13—  Bir kış günü, odanızın penceresinin camına ve tahta çerçevesine ayrı ayrı dokundu­ğunuzda cam, çerçeveden daha soğuk gelir. Bunun nedeni aşağıdaki lerden hangisi olabilir? (1982, ÖSS)

A)  Camın ısı iletkenliğinin tahtanınkinden büyük olması.

B) Tahtanın ısı iletkenliğinin, camınkinden büyük olması.

C) Camın oz ısısının tahtanınkinden büyük olması.

D) Tahtanın özkütlesinin camınkinden büyük olması.

E) Camın pürüzsüz olması nedeniyle, daha geniş yüzeye dokunmamamızı sağlaması.

ÇÖZÜM: Uzun bir süre aynı bir ortamda bulunan cisimlerin sıcaklıkları aynı olur. O halde, camla tahtanın sıcaklıkları aynıdır. İnsanın cama dokunduğunda soğuk hisset­mesi ısı kaybettiğinden olur. O halde cam ısıyı tahtadan daha iyi iletmektedir. Cevap: A

0°C de katı halde bulunan 10 gram kütleli bir cismin sıcaklığının, almış olduğu ısı miktarına bağlı değişimi grafikteki gibidir. Cismin ergime ısısı kaç kalori/gr.dır?

B)       28    D) 40     E) 52

ÇÖZÜM: Cisim 20°C sıcaklığa geldiğinde ısı aldığı halde sıcaklık 20°C de kaldığına göre 20°C sıcaklığı cismin ergime sıcaklığıdır. Cisim ergime süresince 400 – 120 = 280 ka­lori ısı almıştır. O halde,

Q = m . L den

0°C sıcaklığında katı halde bulunan m kütleli bir cisim sabit hızla ısı veren bir kaynakla ısıtılı­yor. Cismin katı halde iken uz ısısı C =0,46 kal/gr°C olup sıcaklığının zamanla değişimi gra­fikteki gibidir. Cismin ergime ısısı kaç kal/gr.drr?

C)       52                D) 92                      E) 112

ÇÖZÜM: Cisim 20 dakikada sıcaklığını 0°C den 50-C ye çıkardığına göre aldığı ısı mik­tarı:

Q = mcAt den = m . 0,46 . 50 dir.

Cismin ergimesi için geçen süre ise (60 — 20) dk = 40 dk. dır. O halde cismin ergime­si için aldı ısı miktarı ısısının 2 katıdır. Cismin ergime sırasında aldığı ısı miktarının mL den hesaplandığı hatırlanırsa,

2Çf = m . L

2 . m . 0,46. 50 =mL L = 46 Kal/gr bulunur. Cevap B

16—  Bir kenarı 10 cm olan küp şeklindeki bir kab 10°C sıcaklığında suyla doludur. Kabın sadece bir yüzünden 2 kal/cm² sn’lik ısı girdiği bilindiğine göre 1 dakika sonunda su­yun sıcaklığı kaç °C olur? (Kabın aldığı ısı miktarı önemsenmeyecek)

A) 22                      B) 27 * C) 40                                        D) 60                      E) 15

ÇÖZÜM: İ cm²lik yüzeye 1 saniyede 2 kal. ısı geldiğine göre kabın 100 cm² tik bir yüzeyine saniyede 200 kalori ısı gelir.

1 dakikada bu yüze gelen ısı miktarı ise,

200 x 60 kaloridir.

Küp tamamen dolu olduğundan küpteki suyun hacmi 10 x’10 x 10 cm³ =1000 cm³ olup, kütlesi de 1000 gr.dır. 200 x 60 kalori ısıyı 1000 gr.’lık su alarak sıcaklığını ar­tıracağından,

Cj = mc At den

200 x 60 = 1000 . 1 . A t yazılabilir.

At =12°C bulunur.

Cismin sıcaklığı 10°C idi. 12°C de arttığına göre, cismin sıcaklığı: (10 + 12)°C = 22^aC olur. Cevap A

17—  520°C de m gr.lık bir katı cisim, bir kaptaki 0°C de yine m jp\lık buzun üstüne konu­luyor. Bir süre sonra kapta tüm buzun erimesinden oluşan su ve konulan cisim 20^ÖC de bulunuyor. Bu deneyde, katı cismin verdiği ısının yalnız 8/10’u buza aktarıldığı­na, gerisi kaybolduğuna gore, bu cismin ısınma ısısı (öz ısısı) kaç kal/gr^C dir?

(Buzun erime ısısı 80 kal/gr) (ÜYS)

A)                            0,04                       B) 0,05                  C) 0,16                   D) 0,20     E)’0,25

ÇÖZÜM: Katı cisim sıcaklığını 520°C den 2Q°C ye düşürdüğüne göre, kaybettiği ısı mik- tarı;9 ⁼mc At den Q = mc. 500 dür,

‘»A ‘ ~

Bu ısının 8/10’u buza verildiğine göre; katı cismin buza verdiği ısı miktarı;

mc 500

————— . 8 dir.

10

Buzun aldığı ısı miktarı:

1) Buzun erirken aldığı ısı miktarı Ç = m . L’den m . 80 kal.

2)   Eriyerek 0°C sıcaklığında su olan buzun 20°C sıcaklığına gelmesi için aldığı ısı miktarı Q = mc A t den

m . 1. 20 kal. dir.

buzun aldığı ısı miktarının tamamı,

80 m +20 m =100 m dir.

Buzun aldığı ısı miktarı = Katı cismin buza verdiği ısı miktarı olduğuna göre;

mc. 500

————- — . 8 = 100 m

10

c =0,25 kal/gr°C dir.

Cevap D

18—Bir kaptaki 4- 10°C de 80 gr. suya, -10°C deki 80 gr. buz parçası atılıyor. Bir süre sonra karışımın sıcaklığının 0°C de durduğu saptanıyor. Bu sırada, kapta kaç gr. su kaç gr. buz bulunur? (İst alışverişinin yalnız su ile buz arasında olduğu varsayılacak. Buzun öz ısısı 0,5 kal/gr°C ve erime ısısı 80 kal/gr.dır.)C *3*2 üvs)

A)  160gr.su

B)  80 gr su ve 80 gr. buz

C)  75 gr. su ve 85 gr buz

D)  85 gr su ve 75 gr buz

E)  120 gr su ve 40 gr buz

ÇÖZÜM: Isı dengesi 0°C de sağlandığına göre, 10°C de 80 gr su ısı kaybederek, sıcak­lığını 0°C ye düşürecektir. Suyun kaybettiği ısı miktarı:

80 . 1 .10 = 800 kaloridir.

-10°C de bulunan 80 gr buz 800 kalori ısı alırsa, ne halde bulunur?

—10°C de bulunan buz ısı alarak önce 0°C de buz haline gelebilir. Bunun için gerekli ısı miktarı:

80 . 0,5.10 = 400 kalori dir.

800 kalori ısının 400 kalorisini alan buz 0°C de buz haline gelir.

0°C buzun erime sıcaklığı olduğundan, 800 kalori ısının geriye kalan 400 kalorisi de bir miktar buzu eritecektir. Eriyen buzun kütlesine m dersek, m. 80 = 400 m =5 gr. buz erir.

O  halde 80 gr buzun 5 gr. mı eridiğine göre 75 gr. buz kalır. 80 gr. suya 5 gr. buz eri­yerek katıldığına göre, su miktarı 85 gr. olur. Cevap D