Anasayfa / YGS-LYS / YGS Fizik Konuları ve Dikkat edilecek Noktalar Isı Sıcaklık

YGS Fizik Konuları ve Dikkat edilecek Noktalar Isı Sıcaklık

YGS Fizik Konuları ve Dikkat edilecek Noktalar Isı ve Sıcaklık

YGS sınavına hazırlanan öğrencilerimize yerdımcı olması için yazdığım dikkat edilecek konulardan bugün ısı ve sıcaklık ünitesini ele almaya çalıştım. Öğretmen arkadaşlarımızın eklemek istediği noktalar var ise yorum kısmına belirtirler ise düzeltme veya ekleme yapabilirim.

Ünite 4 Isı ve sıcaklık (2 soru)

Kavram karmaşası en çok yaşanan ünite bu olsa gerek. Öncelikle bu konu ile ilgili tanımların iyi anlaşılması gerektiğini düşünüyorum.

Sıcaklık: Bir maddenin taneciklerinin ortalama kinetik enerjisiyle orantılı büyüklüğe sıcaklık denir. Dikkat edilirse ortalama kinetik enerjisine sıcaklık denilmiyor. Kinetik enerjiyle orantılı büyüklüğe sıcaklık denir. Kısaca taneciklerin hızı artmışsa sıcaklık artar, sıcaklık artmışsa taneciklerin hızı da artar. Sıcaklık bir enerji değildir.

Sıcaklığın SI da kabul edilen birimi Kelvin’dir. Günlük hayat da Celcius derecesi cinsinden ifade ederiz. Sıcaklığın birimi Kelvin olduğu için A’nın sıcaklığı B’nin sıcaklığının iki katı gibi sorularda sıcaklığı Kelvin’e çevirip iki katıdır. İfadesi kullanılması doğru olur. Örneğin 60C de sıcaklık 30C sıcaklığın iki katı değildir. 600K sıcaklık 300K sıcaklığın iki katıdır.

Isı: sıcaklıkları farklı iki madde arasında alınan veya verilen enerjiye ısı enerjisi denir. Bu şu demektir ısı enerjisinden bahsetmek için enerji alış verişinin olması gerekir, bunun içinde maddelerin sıcaklıklarının farklı olması gerekir. O halde maddenin tek başına ısısından bahsetmek doğru olmaz. Olmayan bir şeyinde artması veya azalması söz konusu olamaz. Örneğin sıcaklığı artan bir madde için ısı enerjisi almıştır denilebilir ancak ısısı artmıştır ifadesi yanlıştır.

İç enerji: Maddenin potansiyel enerjisi ile kinetik enerjisin toplamı demektir. Sıcaklığı artan bir maddenin Kinetik enerjisi artar. Hal değiştiren bir maddenin ise sadece potansiyel enerjisi artar. Her iki durum içinde madde ısı enerjisi alıyor ise iç enerjisi artar, ısı enerjisi veriyor ise iç enerjisi azalır.

Günlük hayat da söylenen ifadelerden bazıları yanlıştır.

Bugün hava ısındı ifadesi bilimsel olarak yanlıştır.   

Bugün hava sıcaklığı arttı doğru olacaktır.

Deterjan düşük ısılarda bile temizlik yapar. Yanlış         

Düşük sıcaklıklarda bile mükemmel temizlik doğrudur.

Isı bir enerjidir ve SI da enerjinin kabul edilen birimi Jouel dür.  Isı enerjisi birimi Kaloridir demek yanlıştır.

Isı enrjisinin madde üzerindeki etkilerinden biri sıcaklık değişimi diğeri de hal değişimidir. Hal değişimlerinde Kaynama ve buharlaşma kavramları karıştırılmamalıdır.

Buharlaşma: maddenin sıvı halden ısı enerjisi alarak gaz hale geçmesine buharlaşma denir. Buharlaşma her sıcaklıkta gerçekleşir.

Kaynama: Maddenin İç basıncı ile dış basıncının eşit olduğu andır. Kaynama esnasında buharlaşma maksimum düzeydedir. Dış basıncı düşüren etkenler kaynama noktasını düşürür. Dış basıncı artıran etkenler kaynama noktasını yükseltir.  Kaynama noktası maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir. Madde içerisine başka madde karıştırmak kaynama noktasını değiştirir.

Isı enerjisi maddenin sıcaklığını değiştirir demiştik. Burada ısı enerjisi ile sıcaklık değişimi arasındaki bağıntı Q=m.c.Ϫt dir. Burada

Q: ısı enerjisi

m: Kütle

c: Özısı, bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığını 1 derece değiştirmek için gerekli olan enerji miktarıdır. Şöylede söylenebilir, Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1C artırmak için gerekli olan ısı enerjisi miktarı. Maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir. Maddenin bulunduğu hale göre farklı değerler alabilir. Örneğin suyun özısısı 1 cal/gC, buz için 0,5 cal/gC dir.

Ϫt: Sıcaklık değişimi

C: ısı sığası, ısı kapasitesi, maddenin kütlesi ile özısısının çarpımı şeklinde bulunur. Tanım olarak özısıya benzerlik gösterdiğinden dolayı ikisi çok karıştırılır. Isı sığası: bir maddenin sıcaklığını 1C derece değiştirmek için gerekli olan ısı enerjisidir. Maddenin kütlesine bağlı bir özelliktir dolayısıyla maddenin ayırt edici özelliklerinden biri değildir.

Öz ısı ile ısı sığası arasındaki farkı anlatmak için şöyle bir örnek verilebilir. Elinizde bir bardak su var bu bardaktaki suyun bir gramını alınıp sıcaklığı 1C artırmak için gerekli lan enerji bize özısıyı verir. Bardaktaki suyun tamamının sıcaklığını 1C artırmak için verilmesi gereken enerji bize ısı sığasını verir. Dikkat edilirse bardaktaki suyun miktarı arttıkça sıcaklığını 1C derece artırmak için verilmesi gereken enerjide artacaktır.

Isı enerjisinin madde üzerindeki bir diğer etkisi de hal değişimidir. Burada madde katı halden sıvı hale(erime), sıvı halden gaz hale(buharlaşma) geçebilir (buzdolabı ve klimaların çalışma prensibi)  bu hal değişimlerinde madde mutlaka dışarıdan ısı enerjisi alır. Tersi durumda madde gaz halden sıvı hale (yoğuşma) ve sıvı halden katı hale (donma)  dönüşebilir bu durumlarda ise madde dışarıya ısı enerjisi verir.

Madde hal değişitirirken alınan veya verilen enerji Q=m.L ile hesaplanır.

Buradaki L madde katı halden sıvı hale geçiyor ise erime ısısı, sıvı halden gaz hale geçiyor ise buharlaşma ısısı olarak isimlendirilir. Maddenin 1 gramının hal değiştirmesi için verilen veya alınan enerji miktarı demektir. Maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir.

Denge sıcaklığı: Sıcaklıkları farklı İki madde karıştırıldığında veya etkileştiğinde sıcaklıkları eşitleninceye kadar aralarında ısı enerjisi alış verişi gerçekleşir. İkisi de aynı sıcaklığa geldiğinde ısı akışı durur. Bu sıcaklığa denge sıcaklığı veya ısıl denge denir. Yalıtılmış bir ortamda ki bütün maddeler ısıl dengededir. Örneğin oda içerisindeki masa, kitap, sehpa aynı sıcaklıktadır.

Denge sıcaklığına kadar maddelerden biri ısı enerjisi alırken diğeri ısı enerjisi verir. Ortam yalıtılmış ise yani ısı alış verişi sadece iki madde arasında gerçekleşiyor ise birinin aldığı enerji diğerin verdiği enerjiye eşit olacaktır. Bu eşitlik kullanılarak denge sıcaklığı hesaplanabilir.

Qalınan= Qverilen

Ortam yalıtılmamış ise bu eşitlikten bahsetmek doğru olmaz.

İki madde karıştırıldığında denge sıcaklığı:

Maddelerin ısı sığaları (C=mc) eşit ise aritmetik ortalama ile hesaplanır.

Maddeler hal değiştirmiyor ise Isı sığası büyük olana daha yakındır.

Maddeler hal değiştirmiyor ise İki maddenin sıcaklığından büyük, küçük yada eşit (T1<Tdenge < T2 ) olamaz.

Maddeler hal değiştiriyor ise sadece maddelerin sıcaklığından büyük veya küçük olamaz diyebiliriz. Maddelerin birinin sıcaklığına eşit olabilir. Örneğin su-buz karışımları

Aynı cins maddeler kullanılıyor ise ısı sığası yerine kütleler veya hacimlerle karşılaştırma yapılabilir.

Maddenin sıcaklık-ısı grafiği

Bu grafikle ilgili soru gelme ihtimali yüksektir. Sıcaklık-Isı enerjisi grafiği maddenin ısı sığası hakkında bilgi verir. Q/T oranı maddenin ısısığasına eşit olur. Burada eğim hesaplamaya çalışırsanız hata yaparsınız çünkü grafiğin eğimi ile ısı sığası ters orantılı çıkar. Maddenin kütlesi hakkında bilgi verilirse öz ısısı da hesaplanır. Kütle bilinmeden grafiğe bakılarak özısı hakkında bilgi sahibi olamayız.

GENLEŞME

Genleşme: Maddenin sıcaklığı artırıldığında tanecikleri arasında boşluklar artar ve maddenin boyunda alanında ve hacminde artış gözlemlenir. Bu olaya genleşme denir. Genleşme formülü

Burada alfa işareti ile gösterilen maddenin boyca genleşme katsayısıdır. Maddenin ayırt edici özelliklerinden biridir. Dikkat edilirse genleşme miktarı delta L maddenin ilk boyuna da bağlı bir özelliktir. Bu nedenle maddelerin aynı cins olup olmadıklarını karşılaştırmak için ilk boyları ve sıcaklık değişimleri eşit olur ise son boyu büyük olanın genleşme katsayısı büyük olacaktır.

Alanca genleşme sorularında dikkat edilecek noktalar:

Yukarıdaki levha genleştiğinde levhanın yarıçapı artarken daire dilimin açısında değişim meydana gelmez. Alanca genleşme bir resmin belli oranlarda büyütülerek fotokopisini çekmeye benzer. Bu durumda uzunluklar artarken açı değerleri değişmez. Ayrıca geometride benzer üçgenler içinde söyleyebiliriz.

İçi boş daire sorularında da benzer durum söz konusudur. Maddenin sıcaklığı artırıldığında içerdeki boşluğunda yarıçapı artar.

Öğrencilerimizin sıklıkla yaptığı hatalardan biride bir maddenin yarıçapı iki katına çıkarılırsa alan ve hacminin iki katına çıkacağını düşünmeleridir. Yukarıdaki şekil eğer bir levha ise yarıçapı iki katına çıkarıldığında alanı 4 katına çıkar. Alanlar benzerlik oranın karesiyle orantılıdır. Verilen madde küre ise hacmi 8 katına çıkar. Hacimler benzerlik oranının küpü ile orantılıdır. Bu gibi sorularda genelde eşit ısı verildiği ifade edilir bu durumda sıcaklık değişimleri kütleleri ile ters orantılı olur.

Isının Yayılması

Isı bir noktadan diğer noktaya 3 farklı şekilde yayılır. Bunlar iletim, konveksiyon ve ışıma (radyasyon)

İletim ile yayılması maddenin her halinde gerçekleşir. Konveksiyon ve Işıma akışkanlarda gözlemlenen bir durumdur. Isı iletim özelliği her madde için farklıdır. Bu nedenle iletim katsayısı maddeler için ayırt edici özelliklerdir.

İletim ve konveksiyon ile ısının yayılabilmesi için maddeye ihtiyaç vardır. Maddenin az olduğu ortamlarda ısı daha az iletilir. Işıma ile yayılmasında maddeye ihtiyaç yoktur. Işık üzerindeki enerji cisimler tarafından soğrulur. Işığı en iyi soğuran renk siyahtır, çünkü üzerine düşen beyaz ışıktaki hiçbir rengi yansıtmaz. İnfrared ısıtıcılar ışıma yoluyla ısıtan ısıtıcılardır. Cisimler her sıcaklıkta ışık yayar.

Isı iletim Hızı

Yüzeyleri farklı sıcaklıktaki bir maddenin üzerinden birim zamanda geçen ısı enerjisi miktarına ısı iletim hızı denir (Q/t). Isı iletim hızı yüzeyler arasındaki sıcaklık farkı(T2-T1),  yüzeyin alanı (A) ve ısı iletim katsayısı ile doğru orantılı, maddenin kalınlığı (X) ters orantılıdır.

Isı yalıtımı

Isının bir ortamdan diğer ortama geçmesini engellemek bunun için ısı iletim katsayısı küçük olan maddeler kullanılır. Termosların içerisindeki suyu soğutmaması bir yalıtım örneğidir. Termoslar yapılırken iki kap kullanılır. Biri termosun iç kısmını, diğer kap termosun dış kısmını oluşturur. İç kap ile dış kap arasında ısının iletilmesini zorlaştıran maddeler ile doldurulur. İç kabın iç yüzeyi yansıtıcı madde ile kaplanır. Böylelikle sıcak cisimlerin yaydığı ışık yüzeyden yansıyarak tekrar maddeye gelir. Işıma yoluyla ısı kaybının önüne geçilmiş olur.

Günlük hayat da karşılaştığımız ısıl olaylar ve fiziksel sebebi

Isıl denge ortamında elimizi metale ve tahtaya dokunduğumuz da sıcaklıklarını farklı hissetmemiz.

Bu olay ısı iletim hızından kaynaklanmaktadır.

Buzdolabı poşetine su koyup alttan ateşe tutulduğunda poşetin erimemesi

Bu olay ısı iletim hızından kaynaklanmaktadır.

Bir metal parçasına sarılı kağıdın ateş tutulduğunda yanmaması

Bu olay ısı iletim hızından kaynaklanmaktadır.

Yemek pişirirken düdüklü tencere kullanılması

Basıncı artırarak kaynama noktasını yükseltme

Rüzgarlı günlerde çamaşırların daha çabuk kuruması

Basıncın azalması sonucu buharlaşmayı artırma

Karpuz kesilip güneş altına konulduğunda serinlemesi

Karpuzun üzerindeki su taneciklerinin karpuzun içerisindeki taneciklerden ısı enerjisi alarak buharlaşması

Üzerine su dökülen testinin güneşe konulduğunda içerisindeki suyu soğutması

Testi üzerindeki su taneciklerinin buharlaşması

Elimize kolonya ve benzeri sıvı döküldüğünde elimizin serinlemesi

Kolonyanın elimizden aldığı enerji ile buharlaşması

Geç pişen yemekleri haşlarken suya tuz katılması

Tuz katarak kaynama noktasını yükseltme

Buzlanma çalışmalarında yollara tuz veya kül dökülmesi

Erime noktasını düşürmek

Araçların suyuna antifriz katmak

Donma noktasını düşürmek

Dağlardaki karın geç erimesinin sebepleri

Yükseklerde sıcaklığın daha düşük olması

Yükseklerde basıncın düşük olması erime noktasını artırır

Kar ışığı iyi yansıtmasından dolayı erimek için yeterli enerjiyi alamaması

http://www.fenodevi.com/ygs-lys/ygs-fizik-konulari-dikkat-edilecek-noktalar

Bu konuyla İlgili Detaylı Bilgilere Aşağıdaki linklerden ulaşabilirsiniz.

http://www.fenodevi.com/9sinif-fizik-konulari/isi-ve-sicaklik-nedir-arasindaki-farklar-termometreler

http://www.fenodevi.com/9sinif-fizik-konulari/termometreler-ve-cesitleri

http://www.fenodevi.com/9sinif-fizik-konulari/maddenin-ayirt-edici-ozellikleri-fizik

http://www.fenodevi.com/kisa-bilgi/isi-sigasi-kapasitesi-nedir-nasil-hesaplanir

http://www.fenodevi.com/kisa-bilgi/erime-isisi-nedir

http://www.fenodevi.com/kisa-bilgi/oz-isi-nedir

Sonraki Konu

2017 Ygs Soru Kitapçığı yayınlandı

Ygs hazırlık öğrencileri için hazırladığım 59 sorudan oluşan iş güç enerji çalışma kağıdı. Test içerisinde iş kavramı, güç, enerji, sürtünmeli ortam, verim, enerji tasarrufu,

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.