Termodinamik nedir Test 2

Bir maddenin erime ısısı 80 J/g, buharlaşma ısısı 200 J/g'dır. Bu maddenin 10 gramı önce eriyip sonra buharlaşıyor. Toplam kaç J ısı enerjisi gerekir?

A) 800 J
B) 2000 J
C) 2800 J
D) 280 J

Sevgili öğrenciler, bu problemde bir maddenin hal değiştirmesi sırasında aldığı ısı enerjisini hesaplayacağız. Bir madde hal değiştirirken (erirken veya buharlaşırken) sıcaklığı değişmez, ancak enerji alır veya verir. Bu enerjiye gizli ısı denir. Şimdi adımları takip ederek soruyu çözelim.

• Adım 1: Verilen Bilgileri Anlayalım

  Problemde bize şu bilgiler verilmiştir:

  Maddenin erime ısısı ($L_e$): Bu, birim kütledeki maddenin erimesi için gereken ısı miktarıdır. Bize $L_e = 80 \text{ J/g}$ olarak verilmiştir.

  Maddenin buharlaşma ısısı ($L_b$): Bu, birim kütledeki maddenin buharlaşması için gereken ısı miktarıdır. Bize $L_b = 200 \text{ J/g}$ olarak verilmiştir.

  Maddenin kütlesi ($m$): $10 \text{ g}$ olarak verilmiştir.

  Bizden istenen, maddenin önce tamamen erimesi, sonra da tamamen buharlaşması için gereken toplam ısı enerjisidir.

• Adım 2: Erime İçin Gerekli Isı Enerjisini Hesaplayalım

  Bir maddenin erimesi için gereken ısı enerjisi ($Q_e$), kütlesi ($m$) ile erime ısısının ($L_e$) çarpımına eşittir. Formülümüz:

  $Q_e = m \times L_e$

  Verilen değerleri yerine koyarak hesaplayalım:

  $Q_e = 10 \text{ g} \times 80 \text{ J/g}$

  $Q_e = 800 \text{ J}$

  Yani, maddenin erimesi için $800 \text{ J}$ ısı enerjisi gereklidir.

• Adım 3: Buharlaşma İçin Gerekli Isı Enerjisini Hesaplayalım

  Maddenin buharlaşması için gereken ısı enerjisi ($Q_b$) de benzer şekilde, kütlesi ($m$) ile buharlaşma ısısının ($L_b$) çarpımına eşittir. Formülümüz:

  $Q_b = m \times L_b$

  Verilen değerleri yerine koyarak hesaplayalım:

  $Q_b = 10 \text{ g} \times 200 \text{ J/g}$

  $Q_b = 2000 \text{ J}$

  Yani, maddenin buharlaşması için $2000 \text{ J}$ ısı enerjisi gereklidir.

• Adım 4: Toplam Isı Enerjisini Bulalım

  Maddenin önce eriyip sonra buharlaşması için gereken toplam ısı enerjisi ($Q_{toplam}$), erime için gereken ısı enerjisi ($Q_e$) ile buharlaşma için gereken ısı enerjisinin ($Q_b$) toplamıdır. Formülümüz:

  $Q_{toplam} = Q_e + Q_b$

  Hesapladığımız değerleri yerine koyarak toplamı bulalım:

  $Q_{toplam} = 800 \text{ J} + 2000 \text{ J}$

  $Q_{toplam} = 2800 \text{ J}$

  Bu durumda, maddenin 10 gramının önce eriyip sonra buharlaşması için toplam $2800 \text{ J}$ ısı enerjisi gerekir.

Cevap C seçeneğidir.