Isı ve Sıcaklık
21/01/2014  |  FİZİK | (5)yorum | 29695 kez okundu.

  ISI ENERJİSİ =  maddenin tüm moleküllerinin (kinetik+potansiyel) TÜM ENERJİSİ TOPLAMIDIR.

ISI enerjisi KALORİMETRE ile ölçülür ve ISI birimi=JOULE veya KALORİ dir.

Isı aldıkça bir molekülün ORTALAMA KİNETİK ENERJİSİ ARTAR = SICAKLIĞI ARTAR,

Sıcaklık, TERMOMETRE ile ölçülür ve SICAKLIK birimi Celcius(C) veya Fahrenhayt (F) veya Kelvin (K) olabilir. 

SICAKLIK birimi     /Suyun Donma Noktası      / Suyun Kaynama Noktası

Celcius C                         0 C                      100 C

Fahrenhayt F                  32 F                       212 F

Kelvin K                        273K                        373 K 

KURAL1)

A= {Celcius(C) - Suyun Donma Noktası (SD) }/ {Suyun Kaynama Noktası(SD) -Suyun Donma Noktası(SD)}

B= {Fahrenhayt(F) - SD } / {SK-SD}

C= {Kelvin(K) -SD} /{SK-SD}

PROBLEM1) 60 Celcius kaç Fahrenhayt ve kaç Kelvin dir?

{60 C - 0} /{100- 0 }= {F - 32}/{212-32}={K -273}/{373-273}

{60 C- 0}/{ 100 C}={ F-32}/{180 F} ={K-273}/{100 K}

Yukardaki eşitliklerin PAYDAlarından görüldüğü gibi;

Fahrenhayt birimi 180 eşit aralığa,

Celcius ve Kelvin 100 eşit aralığa ayrılmıştır.

Buradan F=140 ve K=333 buluruz. Eşitliğe yerleştirelim ve kontrol edelim:

{60 C-0 }/ {100-0 } = {140 F-32 }/{180}  = {333 K-273 }/{100}

Problem2)A termometresi suyun donma noktasını =SD = -40 A (C veya F veya K gibi A bir sıcaklık birimi)

ve suyun kaynama noktasını KN=200 Aolarak ölçüyor. 80 Celcius kaç A olur?

KURACAĞIMIZ EŞİTLİK KURAL1 İLE DAİMA AYNIDIR. A lar ve C ler aynı kesirdedir.

{A- SD} / {SK- SD} = {C - SD }/ {SK -SD}

A-[- 40] /200 -[ -40] = [80 -0] /[100 - 0]

[A+40] / 240            = 80 / 100 den  A= 152 buluruz.

B) Q=ISI ve  DT=SICAKLIK değişimi=(son sıcaklık - ilk sıcaklık) Celcius olarak

Q(Kalori veya Joule) = m (Kütle , gram)* c (ÖZISI ,kalori/gram) *DT(=Sıcaklık farkı, Celcius)

C) HAL DEĞİŞİKLİĞİ  Q = m* c

c=Özısı = 1 gram maddenin sıcaklığını 1 Celcius değiştirmek için gerekli ısı miktarıdır.

**c, ÖZISI, maddenin AYIRTEDİCİ özelliğidir. c 'si küçük olanlar çabuk ısınır ve çabuk soğur.

c'yi ısı değişikliği(B) veya hal değişikliğinde(C) kullanırız.

Madde katıdan sıvıya, sıvıdan gaza geçerken ısı ALIR (çevresini soğutur), HAL değiştirir, hal değiştirirken SICAKLIK SABİTtir.Madde hal değiştirirken aldığı ısıyı önce hal değişikliğinde kullanır, hala ısı almaya devam ediyorsa(yani hala sıcaklık farkı varsa) daha sonra sıcaklığını ARTIRIR.

Madde gazdan sıvıya veya sıvıdan katıya geçerken çevresine ısı verir, çevresini ısıtır.

Hal değişikliği yoksa; madde aldığı ısıyı sıcaklığını yükselterek, ısıyı veren maddenin sıcaklığına EŞİTLEMEYE çalışır.

D) Isı, madde miktarına =m ve maddenin cinsine =c ( Özısı) ve Sıcaklık farkına=DT bağlıdır.

Bir kapta su ısıtırken; ısıtıcının verdiği ısı Qv (verilen ısı )=Qa (Alınan ısı)  EŞİTTİR.

 Isıtıcının azalan ısı enerjisi =suyun artan ısı enerjisi olur ve ısı enerjisinin artması sonucunda suyun sıcaklığı yükselir (su moleküllerinin ortalama kinetik enerjileri artmıştır)

ISI ALIŞVERİŞİNDE; daha sıcak ılan ISI VERİR.

                           daha soğuk olan ısı alır ve ALINAN ISI =VERİLEN ISI dır. Bu ısı alışverişi sıcaklıklar EŞİT OLUNCA BİTER.

 KURAL: SICAKLIK FARKI VARSA; ISI ALIŞVERİŞİ OLUR.

PROBLEM3) 10 gram ve -40 C teki buzu 100 C teki buhar yapmak için kaç kalori gereklidir?

a) SU, 0 C te DONAR veya BUZ 0 C ta erir.

=SUYUN DONMA  NOKTASI =BUZUN ERİME NOKTASI=0 Celcius (veya32 F veya 273 Kelvin)

Buzun ÖZISI =0.5 kalori/gr* C(1 gram buzun sıcaklığını  1C Celcius artırmak için gerekli kalori)

Önce buzu -40 tan 0 dereceye ısıtmalıyız.

Qbuz = 10 gr * (0.5 kal/gr.C) * (SON SICAKLIK - İLK SICAKLIK)=  10 * 0.5 * (0- (-40))=10*0.5*40=200 Kalori

b)0 derecedeki buzu Eşit sıcaklıkta , 0 derece Celciusta suya hal değiştirmek için gerekli kaloriyi bulalım.

1 gram BUZUN Erimesi için alması gerekli ısı enerjisi=Le =80 kalori/gram dir.(1 gram su erirken,sıvılaşırken çevreden ısı alır, çevreyi soğutur)

Le=80 kalori/gr(1 gr su donarken, katılaşırken vermesi gerken ısı enerjisi, yani çevreyi ISITIR , KAR yağarken çevre ısınır)..

Le= 10 gr buz *80 kalori/gr = 800 kaloriyle buz eridi, 0 derece Celcius ta SU OLDU. 

c) Şimdi suyun sıcaklığını 0 dereceden 100 dereceye çıkartmalıyız. suyu ısıtmalıyız. Niye 100 derece?

SU 100 DERECEDE KAYNAR ve buharlaşır, 100 derecede buhar olur,

Suyun BUHARLAŞMA( Kaynama Noktası) =100 Celcius veya

Buharın YOĞUNLAŞMA (sıvılaşma)noktası=100 Celciustur.

SUYUN 1 gramının sıcaklığını 1 derece Celcius artırmak için gerekli kalori =c=ÖZISI=1 kal/gr.C

10 gram suyun sıcaklığını 0 dereceden 100 dereceye çıkartmak için gerekli ısı =Qsu=10gr*1*(100-0)=1000kalori

d)100 derecedeki suyu gaz haline çevirebiliriz.

BUHARLAŞMA ısısı=Lb = 540 kalori/gram ( dır.Buharlaşırken su gram başına 540 kalori almalıdır ve

alırken çevreyi soğutur. Kolonya elimizi serinletir, buharlaşma ısısı=Lb si küçük olan alkol avucumuzda buharlaşır, buharlaşırken elimizden ısıyı alır ve elimizin sıcaklığı azalır, serinlik hisederiz) 

Lb= 10gr*540=5400 kalori

(Buharı yoğunlaştırırken, sıvılaştırırken de çevreye ısı verir)

KATI    SIVI  GAZ   yönünde giderken ISI ALIR, ÇEVREYİ SOĞUTUR.(klimalardaki sıvı gaza dönerken çevreden ısı alır, böylece ortamı soğutur.)

GAZ SIVI KATI   Yönünde giderken ISI VERİR, ÇEVREYİ ISITIR.(yağmur yağarken )su buharı su damlasına dönüşürken çevre ısınır, su damlası kara çevrilirken de çevre ısınır)

-40 derecedi buzu 100 derecede buhar yapmak için gerekli kalori

=Qbuz(buzun ısınması)+Le)buzun erimesi)+Qsu(suyun ısınması) +Lb(suyun buharlaşması)

=200+800+1000+5400=7400kalori

Bu problemde b)Buz erirken  ve d)su buharlaşırken olmak üzere 2 HAL DEĞİŞİKLİĞİ VAR.

(Sıcaklık-zaman)eksenli hal grafiklerinde b)BUZ ERİRKEN sıcaklık =0 derece ve SABİTTİR.

 SAF MADDELERDE HAL DEĞİŞİKLİĞNDE SICAKLIK SABİTtir. (karışımlarda hal değişikliğnde sıcaklık sabit değildir)

d)SU BUHARLAŞIRKEN sıcaklık =100 derece ve SABİTTİR.ve

a da buz c de su ısı alır, sıcaklığı artar, sabit değildir. 

 DONMA SICAKLIĞI=ERİME SICAKLIĞI=0 derece SU İÇİN

 YOĞUNLAŞMA SICAKLIĞI=BUHARLAŞMA SICAKLIĞI(KAYNAMA SICAKLIĞI) SU İÇİN

Saf olmayan maddelerde, KARIŞIMLARDA; tuz,şeker gibiYABANCI maddeler, DONMAYI ZORLAŞTIRIR, 0 derecede değil de daha düşük derecede -5 gibi sıfırdan düşük sıcaklıklarda donma olur.(arabalarda suya antifriz karıştırılması donmayı zorlaştırıp, 0 derecede donmayı engellemek için veya kar yağınca yollara tuz dökmek buzlaşmayı, donmayı zorlaştırır.)

Yabancı madde, saf olmayan ,tuzlu-su, şekerli-su gibi karışımların kaynamasını da zorlaştırır, kaynama veya buharlaşma 100 derecede değil de daha yukarılarda, 120 derece gibi olur.

PROBLEM4)Isı sığaları (ISI SIĞASI=m*c) A ve B cisimleri ÖZDEŞ ISITICI (eşit zamanda eşit ısı veren)larla sırasıyyla 30 ve 60 dakika süreyle ısıtılıyor.Hal değişikliği yoksa sıcaklık değişim oranları ne olur?Hal değişikliği yoksa alınan ısı sadece sıcaklık artışında kullanılır(hal değişikliği olsaydı, alınan ısıdan hal değişikliği için de harcanacaktı, bu esnada sıcaklık sabit kalacak, hal bitince alınan ısı kalmışsa sıcaklık artışında kullanılacaktı) 

Qa= (m*c)*DTa

Qb=(m*c)*DTb =2*Qa       DTb =2*DTa

sığalar=m*c ler eşit olduğundan, 60 dakika ısıtılan B cismi, 30 dakika ısıtılan A cisminin 2 katı sıcaklık değişimi kazanacaktır.

Eşit kütlede ve aynı cins yani EŞİT SIĞAlı maddelerden daha uzun süre özdeş ısıcıyla ısınanın sıcaklığı DAHA ÇOK ARTAR.

Bu problemde Süreler değişik yani alınan ısılar değişmektedir. m*c =sığalar sabitse; ALINAN,VERİLEN ISILAR değişikliğiyle sıcaklık değişikliği DOĞRU ORANTILI DEĞİŞİR. Uzun süre ısınanın sıcaklığı da daha fazla artar.

Daima Q= m*c*DT  yi yazın Değişenleri yokedin, kalan 2 değişkenin DOĞRU mu TERS orantılı mı değiştiğine dikkat edin

m ve c sabitse;  Eşitliğin solundaki Q ile sağındaki DT doğru orantılı değişir. AMA problem5 te

Q=m*c*DT , aldığı ısılar ve kütleler eşitse; eiitliğin AYNI tarafındaki c ile DT, TERS orantılı değişecektir. 

PROBLEM5) A ve B nin kütle ve aldığı ısılar eşit ama A'nın özısısı, B'ninkinin 4 katıysa ,A ve B nin sıcaklık değişimi ne olur?

Isı denklemini yazalım  Q=m*c*DT de Q ve m ler eşit ise   

 Ca* DTa = Cb*DTb de

c(özısı) ve DT(sıcaklık değişikliği TERS ORANTILI)

Ca =4*C b ise DTa = DT b nin 4 te biri olmalıdır.

C leri aynı olsa ve A nın kütlesi Ma=4*Mb olsa yine aldıkları ısı eşit olduğundan ; kütle ve sıcaklık değişikliği ters orantılı olacaktır. Kütlesi 4 kat büyük olan A nın sıcaklık değişimi, B nin sıcaklık değişiminin 4 te biri olacaktır.

KURAL:VERİLEN, ALINAN ISI SABİTSE;  m ve c,  sıcaklık değişimiyle ters orantılı olacaktır.

PROBLEM6) 60, 30 ve 50 derece sıcaklıklardaki 3 sıvı karıştırılıyor. Karışımın son sıcaklığı ne olabilir?

Karışımın son sıcaklığı endüşük sıcaklık olan 30 dereceden büyük ve

karışımın en yüksek sıcaklık olan 60 dereceden küçük olmalıdır.

PROBLEM7) Karışımların denge sıcaklıklarını bulalım.

a) 200 gramlık 60 dereceliksuyla, 300 gramlık40 derece suyu karıştırırsak son sıcaklık ne olur?

KÜTLELER FARKLIDIR. ISI ALIŞVERİŞİ. SON SICAKLIKLARI=T olarak  EŞİT OLANA KADAR SÜRER.

VERİLEN ISI =ALINAN ISI dır ve SICAKLIĞI YÜKSEK OLAN SUYUN SICAKLIĞI AZALIR  VE SON SICAKLIK=T OLUR. 

200GR*( 60-T)C *1= 300* (T-40)C*1   ( SICAKLIĞI DÜŞÜK OLAN SUYUN SICAKLIĞI YÜKSELİR VE T OLUR.)

T=48 C son sıcaklık olur ve ısı alışverişi biter.

b) Suyun KÜTLESİ EŞİT olsaydı; son sıcaklık = (60+40)/2 =50 C olacaktı.

c) 200 gram 60 derecelik suya 100 gr lık 80 derecedeki demirden top atalım. Son sıcaklık ne olur?

Demirin özısısı=Cdemir =0.11kal/grC

Suyun özısısı =Csu  =1 kal/gr C

100 gr* (0.11 ) (80-T) =200GR*1* (T-60) DAN  T=64 C olur.

PROBLEM8A) Suyun hacmi, +4 dereceden 0 dereceye soğurken, ARTAR=(suyun anormalliği =SICAKLIK AZALIRKEN hACİM AZALMALIYDI)

ve YOĞUNLUĞU DA AZALIR. Yani su BUZA döndüğünde buzun hacmi artar, yoğunluğu azalır ve böylece buz suda YÜZER.

PROBLEM 9-A) o derecede su ile -10 derecede buz eşit miktarlarda bir kaptadır. Suyun miktarı ne kadar azalır?

Eşit miktar=m olsun.    Cbuz=0.5 ve Csu=1  ve Lerime =80dir.

Sıcaklığı yüksek olan su ısı verecektir, ama 0 derecede olduğundan kaybedeceği sıcaklığı yok ve hal değiştirerek yani 0 derecede BUZ a dönerek ısı verecektir. Buza dönecek su kütlesi=x olsun. Veilecek ısı =80* x  olur.

Buzun alacağı ısı = m*0.5* (0-(-10))= 5m  den   80 x = 5m  dersek ;  x=m/16 buluruz.  Buzun kütlesi artar, suyun azalır.

0 DERECEDE SU VE BUZ DENGEDEDİR.

9-B) 30 derecede  su ile -10 derecede buz eşit miktarlarda bir kabın içindedir. denge nasıl olur?

 

Suyun vereceği ısı =m*1* (30-0) =30m

Buzun  0 dereceye ısınması için gereklli ısı= m* 0.5 (0-(-10)) =5m olup 30m-5m =25m de buzun eriyip suya dönmesi için harcanacaktır.  

 25m = 80* x   den x=5m /16 kısmı buzun erir. BUZ AZALIR VE SU ARTAR.

9-C) 300 GRAMLIK 60 DERECE SUYA 500 GRAMLIK SUBUHARI GÖNDERİLİYOR. sON DENGE NASIL OLUR?

su +buhar  100 derecede DENGEYE GELECEKTİR.(SU+BUZ sıfır derecede dengede)

Isı verecek olan subuharı haldeğiştirip   (x = bir kısmı) su olacaktır.

540* x =300gr *1 * (100-60)  dan  x= 200/9 dan yaklaşık 22 gr buhar suya döner. SUBUHARI AZALIR, SU ARTAR VE 100 DERECEDE DENGE SAĞLANIR.

ISI KATILARDA İLETİLİR.

ISI, (SIVI VE GAZLARDA) KONVEKSİYON İLE TAŞINIR.

ISI, IŞIMA OLARAK DA YAYILIR.

Elektrik sobası, üstündeki havayı ısıtır, ısınan havanın hacmi artar, yoğunluğu azalır, hafifller ve yükselir, Değdiği soğuk moleküllere ısı verir, soğur, hacmi azalır ve yoğunluğu artacağından hava alçalır =KONVEKSİYONLA SIVI VE GAZLARDA ISI YAYILMASI BU ŞEKİLDE GERÇEKLEŞİR.

Soba üstündeki tencere (katı)çok yakın olduğundan,  molekülleri değerek ısınır ve daha çok titreşerek ısıyı yanındakilere  İLETİMLEyayar.

GÜNEŞ, ışıma ile ısıyı yayar. Güneşin ışıkları boşluktan ışıyarak geçer ve dünyaya ulaşır.

PÜRÜZLÜ ve koyo renkli cisimler ısıyı daha çok emer, kolay ısınırken, düz- parlak ve açık renklicisimler ısıyı yansıttıklarından zor ısınırlar.

Elektrik ampülünde ısı ışımayla olur. Isının gazlarda ya da boşlukta yayılması ışımayladır.

Isıyı kaybetmemek için YALITMALIYIZ. Evde çift camlı pencereler, kışın 2 kazak üstüste giymek, termos hep ısı yalıtımı içindir.

 

Yorumlar

1)sara | 25/03/2015 | 20:03:05
0°C derecedeki 1,5 gr buzun 2°C dereceylen 1 gr şu haline gelene kadar alacağı ısı ve 2°C derecedeki su haline gelene kadar almasi gereken ısı kaç juldür? ??? ACİL CEVAP LÜTFEN YAZILI SORUNU !!!!!!!!!! DİKKAT !!!!!!!!!!!!!!
2)123456789del | 08/02/2017 | 16:02:08
çok güzel...
3)nur nisa | 29/03/2017 | 14:03:06
40G
4)asxdcfvbnm | | 28/03/2018 | 19:03:05
ASDFGHNMÖ
5)Sena | 20/05/2018 | 16:05:25
Teşekkürler, çok faydalı olmuş

Yorum Yaz

İsminiz

Eposta adresiniz

Güvenlik Kodu

Yorumunuz

 
 
 
 
 
Isı ve Sıcaklık21ocak2014YENİ
21ocak2014eklendi. Bitti... »
KaldırmaKuvvetiYeniMart2013
KaldırmaKuvvetiYeniMart2013... »
ÖĞRENCİLER LÜTFEN SORU ve CEVAPLARINI AYNEN KOPYALAMAYINIZZZZZZZZ
KOPYALAMAYINIZZZZZZZZ. ÖGRENCİLER LÜTFEN SORU VE CEVAPLARI AYNEN KOPYALAMAYINIZ... »
Sınav Kolay Başarı Kolay
*Dersin esasını öğrenelim, anlayalım, temel kavram ve yasaları öğrenelim, detaylara boğulmayalım. Ezberlemeyelim. *Yanlış yaptıklarımızın muhakkak doğrusunu öğrenelim, doğrular bizimdir, yanlışkarımızdan öğreniriz. *Konuları çok fazla tekrara gerek yok, amaç günde çok fazla soru yapmak değil ; güzel ve değişik dersanelerin sorularından yapmalıyız. Önemli konuların hepsini 3-4 aydabir sorularla sürekli tekrarlıyor olmalıyız. *Soruları çözerken; zor, normal ve kolay soruları ayırtedebilmeliyiz. Zor veya uzun vakit kaybettirebilecek sorulara boğularak vakit kaybetmemeliyiz. Hedefimize ulaşmak için; her dersten en az kaç soru cevaplamamız gerekiyorsa; önce kolay sorulardan hata yapmadan çözmeliyiz.... »