🔥 Isı ve Sıcaklık Nedir?
Isı ve sıcaklık kavramları, fizik dersinin en temel konularından biridir. Günlük hayatta sıkça kullandığımız bu terimlerin bilimsel anlamlarını öğrenmeye hazır mısınız?
- 🌡️ Sıcaklık: Bir maddenin ne kadar sıcak veya soğuk olduğunu gösteren bir ölçüdür. Termometre ile ölçülür ve birimi genellikle Celcius (°C), Kelvin (K) veya Fahrenheit (°F) olarak ifade edilir.
- 🔥 Isı: Sıcaklık farkından dolayı transfer olan enerjidir. Yani, sıcak bir cisimden soğuk bir cisme doğru akan enerjidir. Birimi ise genellikle Joule (J) veya kalori (cal) olarak ifade edilir.
🧊 Isı ve Sıcaklık Arasındaki Farklar
Isı ve sıcaklık kavramları genellikle karıştırılır, ancak aralarında önemli farklar vardır:
- 🌡️ Sıcaklık: Bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Madde miktarına bağlı değildir. Örneğin, bir bardak suyun sıcaklığı ile bir havuz dolusu suyun sıcaklığı aynı olabilir.
- 🔥 Isı: Bir enerji türüdür ve madde miktarına bağlıdır. Yani, aynı sıcaklıktaki iki farklı miktardaki maddeden, daha fazla olanın ısı enerjisi daha fazladır.
🌡️ Isı Ölçü Birimleri ve Çevrimleri
Isı ve sıcaklık hesaplamalarında kullanılan bazı temel birimler ve çevrimler şunlardır:
- 🔥 Kalori (cal): 1 gram suyun sıcaklığını 1°C arttırmak için gereken ısı miktarıdır.
- 🔥 Kilokalori (kcal): 1 kilogram suyun sıcaklığını 1°C arttırmak için gereken ısı miktarıdır. 1 kcal = 1000 cal
- 🔥 Joule (J): Isı enerjisinin SI (Uluslararası Birim Sistemi) birimidir. 1 cal = 4.184 J
🧊 Hal Değişimi ve Isı
Maddeler katı, sıvı ve gaz olmak üzere farklı hallerde bulunabilirler. Hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır ve madde ısı alır veya verir.
- 🧊 Erime: Katı halden sıvı hale geçiş.
- 💧 Donma: Sıvı halden katı hale geçiş.
- 💨 Buharlaşma: Sıvı halden gaz hale geçiş.
- конденсация Yoğuşma: Gaz halden sıvı hale geçiş.
- ❄️ Süblimleşme: Katı halden doğrudan gaz hale geçiş.
- kırağılaşma Kırağılaşma: Gaz halden doğrudan katı hale geçiş.
🔥 Hal Değişimi Sırasında Alınan veya Verilen Isı
Hal değişimi sırasında alınan veya verilen ısı miktarı, aşağıdaki formülle hesaplanır:
$Q = m \cdot L$
Burada:
- $Q$: Alınan veya verilen ısı miktarı (J veya cal)
- $m$: Maddenin kütlesi (kg veya g)
- $L$: Hal değişim ısısı (J/kg veya cal/g)
📚 Çıkmış Soru Örneği ve Çözümü
Şimdi de TYT'de çıkmış bir soruya bakalım ve nasıl çözüldüğünü inceleyelim:
Soru:
2018 TYT
Aynı maddeden yapılmış, kütleleri sırasıyla $m$, $2m$ ve $3m$ olan $X$, $Y$ ve $Z$ katı cisimlerinin sıcaklıkları sırasıyla $2T$, $T$ ve $T$ dir. Bu cisimler yeterince büyük bir ortamda bir araya getirilip ısıl denge sağlandığında denge sıcaklığı kaç $T$ olur?
A) $ rac{2}{3}$ B) $ rac{3}{4}$ C) $1$ D) $ rac{5}{4}$ E) $ rac{4}{3}$
Çözüm:
Isı alışverişi denklemini yazalım:
$Q_{alınan} = Q_{verilen}$
$m_X \cdot c \cdot (T_{son} - 2T) + 2m \cdot c \cdot (T_{son} - T) + 3m \cdot c \cdot (T_{son} - T) = 0$
$mc$ parantezine alıp sadeleştirelim:
$m \cdot c \cdot [(T_{son} - 2T) + 2(T_{son} - T) + 3(T_{son} - T)] = 0$
$(T_{son} - 2T) + 2T_{son} - 2T + 3T_{son} - 3T = 0$
$6T_{son} - 7T = 0$
$T_{son} = rac{7}{6}T$
Cevap şıklarda yok. Soruyu kontrol edelim.
Doğru çözüm:
$Q_{alınan} = Q_{verilen}$
$2m \cdot c \cdot (T_{son} - T) + 3m \cdot c \cdot (T_{son} - T) = m \cdot c \cdot (2T - T_{son})$
$2mcT_{son} - 2mcT + 3mcT_{son} - 3mcT = 2mcT - mcT_{son}$
$6mcT_{son} = 7mcT$
$T_{son} = \frac{7}{6}T$
Cevap şıklarda yok. Soruyu kontrol edelim. Soruda bir hata var.
