MADDENİN HALLERİ ve ISI ÜNİTE 6 MADDENİN HALLERİ ve ISI ISI ve SICAKLIK

ISI= Bir maddedeki taneciklerin (Atom ya da Moleküllerin) Hareket Enerjilerinin toplamıdır. ISI=ENERJİ

eşit sıcaklıktaki maddelerden miktarı fazla olanda daha fazladır. Isı enerjisi; eşit sıcaklıktaki maddelerden miktarı fazla olanda daha fazladır. Buz Bu bardaklara eşit buz atılırsa; Isı enerjilerine bakalım 40oC 2 çay da aynı sıcaklıkta olmasına rağmen dolu çayın ISI enerjisi fazladır. Çünkü tanecik sayısı fazla. 40oC Bu bardakta Buz daha çabuk erir. Isı enerjisi fazla Isı enerjisi az

Ceyhun 12 dak.ısıtmış fazla enerji vermiş. Sıvı miktarı fazla Örnek soru: Ceyhun 12 dak.ısıtmış fazla enerji vermiş. Sıvı miktarı fazla

eşit miktardaki maddelerde sıcaklığı fazla olanda daha fazladır. Isı enerjisi; eşit miktardaki maddelerde sıcaklığı fazla olanda daha fazladır. II. Kaptaki suyun ısı enerjisi daha fazladır. Buzu daha çabuk eritir - Daha fazla buz eritir.

Isı enerjisi, sıcaklığı yüksek maddeden sıcaklığı düşük olan maddeye aktarılır. Örnek 1: Kütleleri aynı olan fakat sıcaklıkları farklı iki madde birbirlerine dokunduruluyorlar. Buna göre, ısının akış yönünü gösterelim. ? 30 g 40 0C 30 g 60 0C 30 g 40 0C 30 g 60 0C

Örnek 2: Kütleleri ve sıcaklıkları farklı olan iki madde birbirlerine dokunduruluyorlar. Buna göre, ısının akış yönünü gösterelim. ? 30 g 10 0C 20 g 50 0C 30 g 10 0C 20 g 50 0C

Örnek 3: Kütleleri farklı ve sıcaklıkları aynı olan iki madde birbirlerine dokunduruluyorlar. Buna göre, ısının akış yönünü gösterelim. ? 30 g 70 0C 20 g 70 0C 30 g 70 0C X Isı akışı yok 20 g 70 0C

Soru: Aşağıdaki maddeler de ısı akışı yönü nasıl olur? 30 g 40 0C 30 g 80 0C 20 g 50 0C 30 g 40 0C 30 g 80 0C 20 g 50 0C

Isı aktarımı Kütleye bağlı değildir. Isı aktarım yönü ile sıcaklık arasında doğrudan bir ilişki vardır. 30 g 40 0C 30 g 60 0C 40 g 40 0C 30 g 70 0C

ISI ENERJİSİ AKIŞI DAİMA SICAK MADDEDEN SOĞUK MADDEYE DOĞRUDUR. Kaynayan su resmi gerek .Buluş yöntemi ile verilen ısının enerji olduğu buldurulacak. Önce Sonra

30 g 40 0C 30 g 60 0C 30 g 50 0C 30 g 50 0C Isı akışı durdu. Sıcaklık eşit olunca ISI akışı durur. 30 g 40 0C 30 g 60 0C 30 g 50 0C 30 g 50 0C Isı akışı durdu.

Sıcak Soğuk Tanecikler arası boşluk azalır,enerjileri azalır Tanecikler arası boşluk artar, enerjileri artar,

Bir maddedeki taneciklerin hareket enerjileri farklıdır. Buradaki her bir taneciğin hareketinin farklı büyüklükte bir ok ile gösterilmesinin sebebi; Hareket Enerjilerinin farklı olmasıdır. Çarpışan moleküller enerjilerini aktarır Madde içindeki tanecikler çarpışarak birbirlerine enerjilerini aktardıkları için her tanecik farklı enerjiye sahip olabilir ve her çarpışmada enerjileri değişebilir.

ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ ve ISI Enerjilerin yok olmadığını biribirine dönüşebildiğini biliyoruz. ISI ENERJİSİ bu dönüşümler sonucunda kolayca ortaya çıkar. Mekanik enerji Isı enerjisi Bir hareket,hızlı durma,çarpma, sürtünme sonucunda mutlaka ısı ortaya çıkar. Karıştırma Elektrik enerjisi Isı enerjisi Elektrikten ısıtıcı araçlar ile ısı ortaya çıkar. Kimyasal enerji Isı enerjisi Yanma ve benzeri tepkimelerde ısı ortaya çıkar.

Isı enerjisi (Q) Kalorimetre kabı ile ölçülür. ISININ ÖLÇÜLMESİ - KALORİMETRE KABI Bir olaydaki ısının doğru olarak ölçülmesi, ölçmenin yapıldığı ortam ile çevre arasındaki ısı alış verişinin önlenmesine bağlıdır. Bu amaç için geliştirilmiş aletlere Kalorimetre kabı denir. Termoslar kalorimetre kabına iyi bir örnektir. Kapağı ve dış yüzeyi ısı yalıtkanı bir maddeyle kaplanmıştır ve bu sayede kabın içine konan biri soğuk, diğeri sıcak iki madde arasındaki ısı alışverişi ve son sıcaklık konusunda doğru bir sonuca ulaşılır. Isı enerjisi (Q) Kalorimetre kabı ile ölçülür. Hesaplama ile de bulunur. Isı Birimi KALORİ (Cal) ve JOULE (J) dür

ISI MİKTARINI HESAPLAMAK Bir sıcaklık değişiminde alınan ya da verilen ısı miktarı; Q= m.c.∆t formülü ile hesaplanır. ∆t =t2-t1 demektir Isı miktarı (cal-joule) Özısı (cal/groC - j/groC) Sıcaklık farkı(oC) (son sıcaklık- ilk sıcaklık) kütle(gr) KEL MACİT Formülü unutmamanız için.. 1 11 Isı miktarı; aynı tür cismin KÜTLESİ ve SICAKLIĞI ile doğru orantılıdır.

Örnek sorular: 2-) 100 gr kütleli 90oC sıcaklıktan 20oC sıcaklığa kadar soğuyacak su çevresine ne kadar ısı verir? (csu= 1cal/g.°C) Çözüm: Q= m.c.∆t den Q= 100 g. 1cal/goC.(90-20) Q= 100.70 Q= 7000 cal (7 kcal) ısıyı su soğurken çevresine verir. 1-) 200 gr kütleli suyu 10oC sıcaklıktan 80oC sıcaklığa kadar ısıtmak için ne kadar ısı verilmelidir? (csu= 1cal/g.°C) Çözüm: Q= m.c.∆t den Q= 200 g. 1cal/goC.(80-10) Q= 200.70 Q= 14.000 cal (14kcal) ısı verilmeli.

Çözüm: Sıcaklık farkı (∆t) yok ise; sadece sıcaklık alınarak ısı miktarı bulunur. Örnek: Yandaki 100 gr 40 0C deki suyun ısısı kaç J.dür.(csu:4,18 J/groC) Çözüm: Q= m.c.t Q=100g.4,18.40°C Q=16720 Joule olur. 100 g 40 0C Örnek: Sıcaklığı 100 °C olan 50 gr zeytinyağının sahip olduğu ısı miktarı kaç J dür.(cyağ:1,96J/g.°C) 50 g 1000C Q= m.c.t Q= 50.1,96.100 Q= 9800 J olur.

Öz Isı: Bir maddenin 1gr nın sıcaklığını 1oC arttırmak için gerekli olan ısı miktarına özısı denir.(Isı sığası) * “c”harfiyle gösterilir. Birimi: cal/groC ve J/groC dır *Maddeler için ayırt edici bir özelliktir. *Her maddenin öz ısısı farklıdır.Su için(csu):1 cal/groC =4,18 J/groC * Özısı madde miktarına,hacmine bağlı değildir. . (1 bardak su ile 1 kova suyun özısısı aynıdır.) *Geç ısınır- geç soğur. Daha çok ısı alır. Soğurken daha çok ısı verir. *Aynı sıcaklığa ulaşmak için öz ısısı küçük olana göre daha çok ısı alır-verir. Öz ısısı BÜYÜK olan maddeler; Bu nedenle Patatesli Börek Peynirli Börek ten DAHA ZOR ISINIR DAHA GEÇ SOĞUR (Patatesin öz ısısı büyüktür.) Daha çok ısı alır-verir.

Öz ısısı büyük olan geç ısınacaktır. aradaki engelmiş gibi düşünün. ÖZ ISI (c ) Öz ısısı küçük olan Alkol eşit sürede sudan daha çabuk ısınacaktır. Su ve Alkol 70 C kadar ısıtılırsa Su geç ısınır ama daha çok ısı alır. Öz ısısı büyük olan geç ısınacaktır. Öz ısı; aradaki engelmiş gibi düşünün. Nedeni; Altının özısısı suyunkinden 30 kat küçüktür.

Geç ısınır. Sıcaklık daha yavaş artar Çabuk ısınır. Sıcaklık yüksek olur.

Öz ısısı küçük olan çabuk ısınır. Daha yüksek sıcaklığa ulaşır. Örnekler: 1000 (cal) (°C) Yukarıda verilen özısı grafiğine göre; Özdeş ısıtıcılarla eşit sürede ısıtılan maddelerden hangisi en yüksek sıcaklığa ulaşır? Yukarıda verilen ısı-sıcaklık grafiğindeki değerlere göre; X,Y, Z nin öz ısılarını sıralayınız. X>Y>Z dir. Öz ısısı büyük olan geç ısınır, sıcaklığı az artar, aynı sıcaklığa ulaşmak için daha çok ısı almalıdır. K Öz ısısı küçük olan çabuk ısınır. Daha yüksek sıcaklığa ulaşır.

O O Örnek sorular: X Y Z 3 kapta eşit miktarda farklı maddeler vardır. Bu maddeler özdeş ısıtıcılar ile 10dk. ısıtılılıyor. Öz ısı sıralaması Su>Alkol>Zeytinyağı olduğuna göre X-Y-Z termometrelerinden okunan sıcaklık artışları sıralaması ne olur? A) X>Y>Z B) X>Z>Y C) Z>X>Y D) Z>Y>X O O

O O

O O

Kütleleri farklı olan aynı cins sıvıları özdeş ısıtıcılar ile eşit sürede ısıtarak oluşacak son sıcaklıkları bulalım. Sıcaklık oC Zaman 4 Grafiğini çizelim 70 45 20 A B B A 200 gr 20 oC 100 gr 20 oC İlk Sıcaklık (0C) 20 Son Sıcaklık (0C) 45 70 Sıcaklık Değişimi (0C) 25 50

Eşit sıcaklıktaki aynı maddelerin farklı kütlelerini BELİRLİ SICAKLIĞA(70°C) kadar ısıtalım...... Grafiğini çizelim Zaman Sıcaklık oC 70 20 2 4 A B A B 200 gr 20 oC 20 oC 100 gr Kütlesi büyük olanı aynı sıcaklığa ulaştırmak için daha çok zaman = enerji gerekecek.

ISITICILAR FARKLI OLURSA? 200 g 100 g 2 ısıtıcılı Tek ısıtıcılı İlk Sıcaklık (0C) 35 Son Sıcaklık (0C) 65 Sıcaklık Değişimi (0C) 30

Fazla ısıtıcı fazla enerji demektir. 200 gr 100 gr 2 ısıtıcılı Tek ısıtıcılı Başlangıçtaki buz kütlesi (g) 200 100 2. Dakika buz kütlesi (g) 160 80 4. Dakika buz kütlesi (g) 120 60 8. Dakika buz kütlesi (g) 40 20 Fazla ısıtıcı fazla enerji demektir.

ÖRNEK :

Sıcaklık: Taneciklerin enerjileri birbirlerinden farklı olduğu için sıcaklık ölçümü taneciklerin ortalama hareket enerjileri ile ilişkilidir. Taneciklerin ortalama hareket enerjilerinin göstergesi ise Sıcaklık olarak adlandırılır. Sıcaklık=Moleküllerin ortalama hareket enerjisinin göstergesidir. Sıcaklık; Termometre ile ölçülür. Birimi 0C dır.

Isı ve sıcaklık ölçülebilir büyüklüklerdir. Isı enerji çeşididir Sıcaklık enerji değildir. Isı kalorimetre ile ölçülür Termometre ile ölçülür. Birimi calori - Joule’dür Birimi ise oC ’dir. Isı madde miktarına bağlıdır. Sıcaklık madde miktarına bağlı değildir.

Termometre:Maddelerin sıcaklığını (Ortalama enerjilerini) ölçen araçlardır. Birimi oC dır. oF, oK, oR diğer sıcaklık birimleridir Termometreler; değişen sıcaklık karşısında sıvıların hacim değiştirmesi (genleşmesi) mantığına dayanır. “Sıvılar ısınınca genleşir soğuyunca hacmi küçülür.” Termometre yapılırken bu gerçekten yararlanır. En fazla kullanılan termometreler cıvalı ve alkollü termometrelerdir. Bu çok küçük kesite sahip ve üst ucu kapalı bir cam borudan ibarettir. Alt ucundaysa silindirik bir hazne bulunur. Isınınca, cıva ya da alkol genleşir ve kılcal boruda yükselir. Cam borunun kesitinin küçük olmasından dolayı az bir hacim büyümesinde cıvanın-alkolün yükselmesi oldukça fazladır.

Sıvılı termometre yapalım Termometrelerdeki ince cam borunun haznesine sıvı konulduktan sonra cam boru ısıtılarak fazla sıvının taşması sağlanır. Isı ile borunun ucu kapatılır. *Cam boru ve sıvı önce buzlu suda tutulur ve işaretlenir. *Sonra kaynar suda tutulur ve işaretlenir. Termometre bölmelenmeye hazırdır. 100

Termometre Çeşitleri Metal Termometre (Yüksek sıcaklıkları ölçer)

DENGE SICAKLIĞI (td) td td

Sıcak olan 1.maddenin verdiği ısı miktarı Denge sıcaklığı(td): Karışan - temas eden 2 yada daha fazla maddenin ortalama sıcaklığıdır. Karışımdaki - temas eden maddelerdeki son sıcaklıklar = denge sıcaklığı (td) eşit olur. (Bu sırada çevreye ısı kaybı olmadığı varsayılır.) Sıcak maddenin verdiği ısı miktarı, soğuk maddenin aldığı ısıya eşit alınır. Sıcak madde soğur, soğuk madde ısınır. Denge sıcaklığında sıcaklıklar eşitlenir. QVerilen= m1.c1.(t1-t2) (Sıcak maddenin ilk sıcaklığı denge sıcaklığından büyüktür.) QAlınan = m2.c2.(t2-t1) formülü ile hesaplanır. QVerilen = QAlınan olur. (t2 denge sıcaklığıdır. ) m1.c1.(t1-t2) = m2.c2.(t2-t1) olur. Sıcak olan 1.maddenin verdiği ısı miktarı Soğuk olan 2.maddenin aldığı ısı miktarı

MADDELER AYNI TÜR İSE 80oC 20oC 50oC 80oC> Td >50oC Örnekler: 80oC h 20oC 80oC Temas eden Küp ve Küre aynı maddeden yapılmış ve kütleleri eşittir 80oC 20oC Kap tamamen dolunca Karışımın son sıcaklığı: 50oC> Td >20oC (Kütleler farklı. 20oC deki su miktarı fazladır.) Isı akışı durunca Sıcaklık . dengelenmiş olur. Son sıcaklık(Td); sıcaklıkların ORTALAMASI olur. 80+20/2= 50 olur. (Aynı madde ve Kütleler eşit olduğu İçin) 50oC Denge sıcaklığı; Karışan aynı tür maddelerde; ortalama sıcaklıktan KÜTLESİ büyük olanın sıcaklığına daha yakındır. Bu 2 sıvı karıştırılınca Karışımın son sıcaklığı: 80oC> Td >50oC (Sıcak suyun kütlesi fazla)

A > C > B olur Soru= 30oC Soru= 3 bardağın boş kısımları 90oC deki sıcak çayla tamamen dolduruluyor. Bardaklar tamamen dolunca Çayların sıcaklık sıraması ne olur? A B C A > C > B olur A bardağına daha çok sıcak çay konuyor

DENGE SICAKLIĞI NASIL HESAPLANIR… Isınan madde ısı alır, soğuyan madde ısı verir. Alınan ısı = Verilen ısı olur. QA = QV den hesaplanır. (Çevreye ısı kaybolmadığı varsayılarak) 1-MADDELER AYNI İSE: Özısıları kullanmaya gerek yoktur.(Aynı madde olduğu için) Örnek: Yandaki gibi İki farklı kütle ve sıcaklıkta bulunan sular karışınca son sıcaklık ne olur? (Csu:4,18 j/g.C) Son sıcaklığa da X diyelim. . X ; 80 0C den küçük, 20 0C den büyük olur. 80oC 20oC Çözüm= QV = QA olacaktır. m1.c1.(t2-t1) = m2.c2.(t2-t1) m1.c1. (t2-X) = m2.c2. (X-t1) olur 100.4,18.(80-X) = 50.4,18.(X-20) 100.(80-X) = 50. (X-20) 2.(80-X) = X-20 180= 3X 1.Kaptaki su Isı verir 2.Kaptaki su Isı alır 160-2X= X-20 160+20= X+2X X=180/3 X=60 0C olur. Son sıcaklık 60 0C olacaktır.

td 2-MADDELER FARKLI İSE: (Çarp,topla,böl) Örnek: Matematik bilginize güveneceksiniz. (Çarp,topla,böl) 2-MADDELER FARKLI İSE: Örnek: Yandaki farklı maddeler birbirine temas etmektedir. Çevreye ısı kaybolmadığı kabul edilerek maddelerin son sıcaklığı ne olur? Alüminyum Bakır 200g 100g (cAl :0,88 cBakır:0,39) Isı verir Isı alır Çözüm: QV = QA olacaktır Denge sıcaklığına X diyelim (X;50 0C den küçük 20 0C den büyük olur.) 50 td 20 Sıcaklık Zaman ( 0C) mAl.cAl.(t2-t1) = mBa.cBa.(t2-t1) mAl.cAl. (t2-X) = mBa.cBa. (X-t1) olur 200.0,88.(50-X) = 100.0,39.(X-20) 172.(50-X) = 39. (X-20) 8600 - 172X = 39X – 780 8600+780 = 39X + 172X 9380 = 211X X = 9380/211 = 44,5 0C olur.

ÇIKMIŞ ÖRNEK SORULAR: O O

O O Öz ısı sıralaması ise X > Y > Z dir.

O O O

90oC O O

O O Şekildeki kaplara aynı miktarda, farklı sıcaklıkta su konulmuştur. Buna göre aşağıdakilerden hangisi yapılırsa ısının akış yönü tespit edilemez? A) II ve III'teki sular karıştırılırsa B) I ve III'teki sular karıştırılıp ısı alışverişi tamamlandıktan sonra II'deki suya eklenirse C) I ve II'deki sular karıştırılırsa D) II ve III‘teki sular karıştırılıp ısı alışverişi tamalandıktan sonra I‘deki suya eklenirse 40oC 60oC 80oC O O

ÖZEL MANAVGAT SINAV ORTA OKULU Düzenleyen ÖZEL MANAVGAT SINAV ORTA OKULU İSMAİL DEMİROK