Soru:
Bir ısıtıcı, dakikada 6000 joule enerji harcayarak çalışmaktadır. Bu ısıtıcı ile 20°C'deki 1 kg suyu tamamen buharlaştırmak için geçen süre kaç dakikadır?
(Verilenler: Suyun öz ısısı \( c = 4200 \, \text{J/kg°C} \), buharlaşma ısısı \( L_b = 2260 \, \text{kJ/kg} \), suyun kaynama sıcaklığı 100°C)
Çözüm:
💡 Bu soruda suyu önce kaynama noktasına kadar ısıtıp, sonra tamamen buharlaştırmamız gerekiyor. Toplam gerekli ısıyı bulup, ısıtıcının gücüne böleceğiz.
- ➡️ 1. Adım: Suyu 20°C'den 100°C'ye ısıtmak için gerekli ısıyı (\( Q_1 \)) hesaplayalım. \( Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T = 1 \times 4200 \times (100 - 20) = 1 \times 4200 \times 80 = 336000 \, \text{J} \).
- ➡️ 2. Adım: 100°C'deki suyu buharlaştırmak için gerekli ısıyı (\( Q_2 \)) hesaplayalım. \( L_b = 2260 \, \text{kJ/kg} = 2260000 \, \text{J/kg} \). \( Q_2 = m \cdot L_b = 1 \times 2260000 = 2260000 \, \text{J} \).
- ➡️ 3. Adım: Toplam gerekli ısıyı (\( Q_{toplam} \)) bulalım. \( Q_{toplam} = Q_1 + Q_2 = 336000 + 2260000 = 2596000 \, \text{J} \).
- ➡️ 4. Adım: Isıtıcının dakikada verdiği enerji 6000 J olduğuna göre, geçen süreyi (\( t \)) bulalım. \( t = \frac{Q_{toplam}}{\text{Güç}} = \frac{2596000 \, \text{J}}{6000 \, \text{J/dakika}} \).
- ➡️ 5. Adım: İşlemi yapalım. \( t = \frac{2596000}{6000} \approx 432.67 \, \text{dakika} \).
✅ Sonuç: Suyu tamamen buharlaştırmak için yaklaşık 433 dakika gerekir.
