🌡️ İç Enerji Nedir?
İç enerji, bir maddenin atom ve moleküllerinin sahip olduğu tüm enerjilerin toplamıdır. Bu enerjiler şunları içerir:
- 🍎 Kinetik Enerji: Atom ve moleküllerin hareketinden kaynaklanan enerji. Titreşim, dönme ve öteleme hareketleri bu enerjiye katkıda bulunur.
- 🍎 Potansiyel Enerji: Atomlar ve moleküller arasındaki çekim ve itme kuvvetlerinden kaynaklanan enerji. Moleküller arasındaki bağ enerjisi de bu kategoriye girer.
İç enerji, bir sistemin sıcaklığına, basıncına ve hacmine bağlıdır. Sıcaklık arttıkça, atom ve moleküllerin hareketi hızlanır ve iç enerji artar.
📏 İç Enerji Birimi
İç enerji, enerji olduğu için SI (Uluslararası Birim Sistemi) birimi
Joule (J)'dür. Günlük hayatta bazen kalori (cal) de kullanılır, ancak bilimsel çalışmalarda Joule tercih edilir.
- 🍎 1 kalori (cal) yaklaşık olarak 4.184 Joule (J) değerindedir. Yani, 1 cal ≈ 4.184 J
🔥 İç Enerji Değişimi
Bir sistemin iç enerjisi, ısı alışverişi (Q) ve iş yapılması (W) yoluyla değişebilir. İç enerji değişimi (ΔU) şu şekilde ifade edilir:
$\Delta U = Q - W$
Burada:
- 🍎 $\Delta U$: İç enerji değişimi
- 🍎 $Q$: Sisteme verilen veya sistemden alınan ısı (pozitif değer ısı alımını, negatif değer ısı verimini gösterir)
- 🍎 $W$: Sistem tarafından yapılan iş (pozitif değer iş yapılmasını, negatif değer sistem üzerine iş yapılmasını gösterir)
💡 AYT Fizik Örnek Sorular
Aşağıda, iç enerji ile ilgili AYT Fizik sınavlarında çıkabilecek örnek sorular bulunmaktadır.
❓ Soru 1:
İdeal bir gazın sıcaklığı artırılırsa, iç enerjisi nasıl değişir?
- A) Azalır
- B) Değişmez
- C) Artar
- D) Önce artar sonra azalır
- E) Önce azalır sonra artar
Çözüm: İdeal bir gazın iç enerjisi sadece sıcaklığına bağlıdır. Sıcaklık artarsa, iç enerjisi de artar.
Doğru Cevap: C)
❓ Soru 2:
Sabit hacimli bir kapta bulunan gaz ısıtılıyor. Bu süreçte gazın iç enerjisi 500 J artıyor. Gazın yaptığı iş ne kadardır?
- A) 0 J
- B) 250 J
- C) 500 J
- D) -250 J
- E) -500 J
Çözüm: Sabit hacimli bir kapta hacim değişmediği için yapılan iş sıfırdır (W = 0). İç enerji değişimi (ΔU) ısıya (Q) eşittir.
Doğru Cevap: A)
❓ Soru 3:
Bir sistem çevresine 200 J ısı veriyor ve aynı zamanda çevresi sisteme 100 J iş yapıyor. Sistemdeki iç enerji değişimi ne kadardır?
- A) 100 J
- B) -100 J
- C) 300 J
- D) -300 J
- E) 0 J
Çözüm:
$Q = -200 \ J$ (Sistem ısı veriyor)
$W = -100 \ J$ (Çevre iş yapıyor, sistem üzerine iş yapılıyor)
$\Delta U = Q - W = -200 - (-100) = -200 + 100 = -100 \ J$
Doğru Cevap: B)
❓ Soru 4:
Aşağıdaki ifadelerden hangisi iç enerji için doğrudur?
- A) Sadece moleküllerin potansiyel enerjilerinin toplamıdır.
- B) Sadece moleküllerin kinetik enerjilerinin toplamıdır.
- C) Moleküllerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır.
- D) Sıcaklıkla ters orantılıdır.
- E) Birimi kaloridir.
Çözüm: İç enerji, bir maddenin atom ve moleküllerinin sahip olduğu kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamıdır.
Doğru Cevap: C)
❓ Soru 5:
İdeal bir gazın 27 °C'deki ortalama kinetik enerjisi $E_k$ 'dir. Aynı gazın 327 °C'deki ortalama kinetik enerjisi kaç $E_k$ olur?
Çözüm:
Sıcaklık Kelvin'e çevrilir:
$T_1 = 27 + 273 = 300 \ K$
$T_2 = 327 + 273 = 600 \ K$
Ortalama kinetik enerji sıcaklıkla doğru orantılıdır:
$\frac{E_{k2}}{E_{k1}} = \frac{T_2}{T_1} = \frac{600}{300} = 2$
$E_{k2} = 2E_{k1} = 2E_k$
Doğru Cevap: B)
