🎓 10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 2. senaryo Test 2 - Ders Notu
Sevgili öğrenciler, bu ders notu 10. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı sınavınızda karşılaşabileceğiniz temel konuları özetlemektedir. Özellikle Isı ve Sıcaklık ile Elektrik Akımı ve Devreler ünitelerine odaklanılmıştır.
📌 Isı ve Sıcaklık
Bu bölüm, maddelerin termal özelliklerini, ısı alışverişini ve hal değişimlerini anlamanıza yardımcı olacak temel kavramları içerir.
📝 Sıcaklık ve İç Enerji
Sıcaklık ve iç enerji, birbirine bağlı ancak farklı kavramlardır. İyi anlamak, ısı alışverişi konularını çözmek için önemlidir.
- Sıcaklık: Bir maddedeki taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Bir enerji türü değildir. Termometre ile ölçülür. SI birimi Kelvin (K) olup, günlük hayatta Celsius ($^\circ C$) kullanılır.
- İç Enerji: Bir sistemdeki tüm taneciklerin (atom veya molekül) sahip olduğu kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır. Bir enerji türüdür ve sıcaklık ile doğru orantılıdır.
💡 İpucu: Sıcaklık bir enerji türü değildir, enerji ölçüsüdür. İç enerji ise bir enerji türüdür ve sıcaklık arttıkça iç enerji de artar.
📝 Isı ve Isı Alışverişi
Isı, sıcaklık farkından dolayı aktarılan enerjidir. Maddeler arasında ısı alışverişi, sıcaklıkları eşitlenene kadar devam eder.
- Isı (Q): Sıcaklık farkından dolayı aktarılan enerjiye ısı denir. Bir enerji türüdür. Birimi Joule (J) veya kalori (cal) olabilir.
- Isı Alışverişi: Farklı sıcaklıktaki iki madde bir araya geldiğinde, sıcak maddeden soğuk maddeye doğru ısı akışı gerçekleşir. Bu akış, maddelerin sıcaklıkları eşitleninceye (denge sıcaklığına ulaşıncaya) kadar devam eder.
⚠️ Dikkat: Isı alışverişi sadece sıcaklık farkı olduğunda gerçekleşir. Denge sıcaklığı, iki maddenin başlangıç sıcaklıkları arasında bir değer alır.
📝 Özgül Isı ve Isı Sığası
Maddelerin ısıyı depolama ve sıcaklığını değiştirme kapasiteleri, özgül ısı ve ısı sığası kavramlarıyla açıklanır.
- Özgül Isı (c): Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını $1^\circ C$ (veya 1 K) artırmak için gerekli ısı miktarıdır. Maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Birimi $J/(g \cdot ^\circ C)$ veya $cal/(g \cdot ^\circ C)$'dir.
- Isı Sığası (C veya mc): Bir maddenin tamamının sıcaklığını $1^\circ C$ (veya 1 K) artırmak için gerekli ısı miktarıdır. Kütle ve özgül ısının çarpımıdır ($C = mc$). Ayırt edici bir özellik değildir.
- Isı Miktarı Formülü: Bir maddenin sıcaklığını değiştirmek için gerekli ısı miktarı $Q = mc\Delta T$ formülü ile bulunur. Burada $Q$ ısı, $m$ kütle, $c$ özgül ısı ve $\Delta T$ sıcaklık değişimidir.
💡 İpucu: Özgül ısısı küçük olan maddeler daha çabuk ısınır ve soğur. Örneğin, suyun özgül ısısı yüksek olduğu için geç ısınır ve geç soğur, bu da deniz kenarlarında iklimi ılıman yapar.
📝 Hal Değişimi
Maddelerin ısı alarak veya vererek bir halden başka bir hale geçmesine hal değişimi denir. Hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır.
- Erime/Donma: Katı halden sıvı hale geçişe erime, sıvı halden katı hale geçişe donma denir. Erime ve donma noktaları aynıdır.
- Buharlaşma/Yoğuşma: Sıvı halden gaz hale geçişe buharlaşma, gaz halden sıvı hale geçişe yoğuşma denir.
- Süblimleşme/Kırağılaşma: Katı halden doğrudan gaz hale geçişe süblimleşme, gaz halden doğrudan katı hale geçişe kırağılaşma denir.
- Gizli Isı (L): Hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır ve maddeye verilen veya alınan ısı, maddenin halini değiştirmek için kullanılır. Bu ısıya gizli ısı denir ($Q = mL$). $L_e$ erime ısısı, $L_b$ buharlaşma ısısıdır.
⚠️ Dikkat: Hal değişimi sırasında maddenin sıcaklığı DEĞİŞMEZ. Tüm enerji hal değiştirmek için kullanılır.
📝 Genleşme (Katılarda ve Sıvılarda)
Maddelerin ısı alarak hacimlerinin artmasına genleşme, ısı vererek hacimlerinin azalmasına büzülme denir.
- Katılarda Genleşme: Katılar, ısı aldıklarında boyca, yüzeyce ve hacimce genleşebilirler. Genleşme miktarı, maddenin cinsine (genleşme katsayısı), ilk boyutuna ve sıcaklık değişimine bağlıdır.
- Boyca Genleşme: $\Delta L = L_0 \alpha \Delta T$ ($L_0$: ilk boy, $\alpha$: boyca genleşme katsayısı, $\Delta T$: sıcaklık değişimi)
- Sıvılarda Genleşme: Sıvıların belirli bir şekli olmadığı için sadece hacimce genleşirler. Genleşme miktarı, sıvının cinsine (hacimce genleşme katsayısı), ilk hacmine ve sıcaklık değişimine bağlıdır.
- Su'yun Özel Durumu: Su, $+4^\circ C$'de en küçük hacme (en büyük yoğunluğa) sahiptir. Bu sıcaklığın altında ve üstünde genleşir. Bu özellik, su canlılarının kışın donan göllerde yaşamasını sağlar.
💡 İpucu: Termometreler, metal çiftleri ve elektrik telleri gibi günlük hayattaki birçok uygulama genleşme prensibine dayanır.
📌 Elektrik Akımı ve Devreler
Bu bölüm, elektrik akımının temel kavramlarını, devre elemanlarını ve basit devre analizini kapsar.
📝 Elektrik Akımı, Potansiyel Farkı ve Direnç
Elektriğin temel yapı taşları olan bu kavramlar, bir elektrik devresinin nasıl çalıştığını anlamak için kritik öneme sahiptir.
- Elektrik Akımı (I): Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarıdır. Yüklerin hareket yönünün tersi (pozitif yüklerin hareket yönü) olarak kabul edilir. Birimi Amper (A)'dir. Formülü: $I = rac{q}{t}$ ($q$: yük, $t$: zaman).
- Potansiyel Farkı (Gerilim, V): Bir devredeki iki nokta arasındaki elektriksel potansiyel enerji farkıdır. Akımın oluşmasını sağlayan itici kuvvettir. Birimi Volt (V)'tur. Voltmetre ile ölçülür.
- Direnç (R): Bir iletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluktur. Birimi Ohm ($\Omega$)'dur.
- Direnç, iletkenin boyu ($L$) ile doğru, kesit alanı ($A$) ile ters orantılıdır. Maddenin cinsine (özdirenç, $\rho$) de bağlıdır: $R = \rho rac{L}{A}$.
- Ohm Kanunu: Bir iletkenin uçları arasındaki potansiyel farkı, iletkenden geçen akım şiddetiyle doğru orantılıdır. $V = I \cdot R$.
💡 İpucu: Ohm Kanunu, elektrik devrelerinin temelini oluşturur. $V$, $I$ ve $R$ arasındaki ilişkiyi iyi anlamak, devre sorularını çözmek için anahtardır.
📝 Dirençlerin Bağlanması (Seri ve Paralel)
Dirençler, elektrik devrelerinde farklı şekillerde bağlanarak eşdeğer dirençleri değiştirir.
- Seri Bağlama: Dirençler uç uca bağlanır.
- Akım her dirençten aynı geçer ($I_{toplam} = I_1 = I_2 = ...$).
- Gerilim dirençler arasında paylaşılır ($V_{toplam} = V_1 + V_2 + ...$).
- Eşdeğer Direnç: $R_{eş} = R_1 + R_2 + ...$ (Eşdeğer direnç artar).
- Paralel Bağlama: Dirençler aynı iki nokta arasına bağlanır.
- Gerilim her direncin üzerinde aynıdır ($V_{toplam} = V_1 = V_2 = ...$).
- Akım dirençler arasında ters orantılı olarak paylaşılır ($I_{toplam} = I_1 + I_2 + ...$).
- Eşdeğer Direnç: $ rac{1}{R_{eş}} = rac{1}{R_1} + rac{1}{R_2} + ...$ (Eşdeğer direnç azalır).
⚠️ Dikkat: Seri bağlı devrelerde bir direnç bozulursa tüm devre çalışmaz. Paralel bağlı devrelerde ise bir direnç bozulsa bile diğerleri çalışmaya devam eder. Evlerimizdeki elektrik tesisatı paralel bağlıdır.
📝 Elektrik Enerjisi ve Gücü
Elektrik enerjisi, elektrik akımının bir iş yapma yeteneğidir. Elektrik gücü ise bu enerjinin birim zamanda ne kadar hızlı harcandığını gösterir.
- Elektrik Enerjisi (W veya E): Bir devrede harcanan veya üretilen enerjidir. Birimi Joule (J)'dur. Formülleri: $W = V \cdot I \cdot t$ veya $W = I^2 \cdot R \cdot t$ veya $W = rac{V^2}{R} \cdot t$.
- Elektrik Gücü (P): Birim zamanda harcanan veya üretilen elektrik enerjisi miktarıdır. Birimi Watt (W)'tır. Formülleri: $P = V \cdot I$ veya $P = I^2 \cdot R$ veya $P = rac{V^2}{R}$.
- Lambaların Parlaklığı: Bir lambanın parlaklığı, üzerinden geçen akımın veya lambanın gücünün bir göstergesidir. Genellikle, lambanın gücü arttıkça parlaklığı da artar.
💡 İpucu: Elektrikli ev aletlerinin üzerinde yazan Watt değeri, o aletin birim zamanda ne kadar enerji harcadığını (gücünü) gösterir. Örneğin, 100W'lık bir lamba, 60W'lık bir lambadan daha parlak yanar.
