🎓 9. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 1. Senaryo Test 2 - Ders Notu
Bu ders notu, 9. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı sınavında karşılaşabileceğin "Madde ve Özellikleri" ile "Isı ve Sıcaklık" ünitelerinin temel konularını kapsar. Sınavda başarılı olmak için bu kavramları iyi anlaman önemlidir.
📌 Madde ve Özellikleri
Her şeyin temelini oluşturan madde ve onun ayırt edici özelliklerini bilmek, fiziğin kapılarını aralamaktır.
- Kütle: Bir maddenin değişmeyen madde miktarıdır. Eşit kollu terazi ile ölçülür. Birimi kilogram (kg) veya gram (g) olabilir.
- Hacim: Bir maddenin uzayda kapladığı yerdir. Düzgün şekilli cisimler için geometrik formüllerle, düzgün olmayanlar için taşırma kabı veya dereceli silindirle ölçülür. Birimi metreküp ($m^3$) veya santimetreküp ($cm^3$) olabilir.
- Özkütle (Yoğunluk): Birim hacimdeki madde miktarıdır. Maddeler için ayırt edici bir özelliktir. Sıcaklık ve basınca bağlı olarak değişebilir. Formülü: $d = \frac{m}{V}$ (Özkütle = Kütle / Hacim).
- Dayanıklılık: Bir cismin dış kuvvetlere karşı şeklini koruma direncidir. Kesit alanının hacmine oranıyla orantılıdır. Küçük boyutlu cisimler daha dayanıklıdır.
- Adezyon (Yapışma): Farklı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetidir (Örn: Suyun cama yapışması).
- Kohezyon (Tutunma): Aynı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetidir (Örn: Cıva damlasının küresel şekli).
- Yüzey Gerilimi: Sıvı yüzeyindeki moleküllerin birbirini çekmesiyle oluşan gerilimdir. Böceklerin su üzerinde yürümesi bunun sayesindedir. Sıcaklık arttıkça azalır.
- Kılcallık: Sıvıların ince borularda (kılcal borular) yükselmesi veya alçalması olayıdır. Bitkilerin suyu köklerinden yapraklarına taşıması kılcallık sayesindedir.
💡 İpucu: Özkütle, aynı sıcaklık ve basınçta her madde için sabittir ve maddeleri birbirinden ayırmak için kullanılır.
🌡️ Isı ve Sıcaklık
Günlük hayatta sıkça kullandığımız bu kavramlar, fizikte farklı anlamlara gelir.
- İç Enerji: Bir sistemdeki tüm moleküllerin kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamıdır.
- Sıcaklık: Bir maddedeki taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Termometre ile ölçülür. Birimi Celsius ($^\circ C$), Kelvin (K) veya Fahrenheit ($^\circ F$) olabilir. Kelvin, bilimsel hesaplamalarda kullanılan mutlak sıcaklık birimidir (0 K = $-273^\circ C$).
- Isı: Sıcaklık farkından dolayı transfer edilen enerjidir. Birimi Joule (J) veya Kalori (cal) olabilir. Isı, bir enerji türüdür, sıcaklık ise enerji seviyesinin bir göstergesidir.
- Öz Isı (c): Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını $1^\circ C$ değiştirmek 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 (Isı Kapasitesi - C): Bir maddenin tamamının sıcaklığını $1^\circ C$ değiştirmek için gerekli ısı miktarıdır. Madde miktarına bağlıdır. Formülü: $C = m \cdot c$ (Isı Sığası = Kütle $\times$ Öz Isı).
⚠️ Dikkat: Isı ve sıcaklık aynı şey değildir! Isı bir enerji çeşidiyken, sıcaklık bir enerji ölçüsüdür. "Bir cismin ısısı" demek yerine "Bir cismin sıcaklığı" veya "Cisme aktarılan ısı" demek daha doğrudur.
💧 Hal Değişimi
Maddelerin ısı alarak veya vererek bir halden başka bir hale geçmesidir. Hal değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır.
- Erime: Katı bir maddenin ısı alarak sıvı hale geçmesidir (Örn: Buzun suya dönüşmesi).
- Donma: Sıvı bir maddenin ısı vererek katı hale geçmesidir (Örn: Suyun buza dönüşmesi).
- Buharlaşma: Sıvı bir maddenin ısı alarak gaz hale geçmesidir (Örn: Isınan suyun buharlaşması).
- Yoğuşma (Yoğunlaşma): Gaz bir maddenin ısı vererek sıvı hale geçmesidir (Örn: Soğuk bardakta su damlacıkları oluşması).
- Süblimleşme: Katı bir maddenin ısı alarak doğrudan gaz hale geçmesidir (Örn: Naftalinin gaz hale geçmesi).
- Kırağılaşma: Gaz bir maddenin ısı vererek doğrudan katı hale geçmesidir (Örn: Soğuk havada camda kırağı oluşması).
- Erime Isısı ($L_e$): Birim kütledeki katı maddenin erimesi için gerekli ısı miktarı.
- Buharlaşma Isısı ($L_b$): Birim kütledeki sıvı maddenin buharlaşması için gerekli ısı miktarı.
- Hal Değişimi Sırasında Alınan/Verilen Isı: $Q = m \cdot L$ (Isı = Kütle $\times$ Hal Değişim Isısı).
💡 İpucu: Hal değişimi sırasında madde sıcaklığı değişmez, ancak iç enerjisi değişir. Örneğin, buz erirken sıcaklığı $0^\circ C$ kalır ama ısı alarak iç enerjisi artar.
🔥 Isı İletim Yolları
Isı, maddeler arasında üç farklı yolla yayılabilir.
- İletim (Kondüksiyon): Isının, maddelerin taneciklerinin birbirine çarparak enerjiyi aktarmasıyla yayılmasıdır. Genellikle katılarda etkilidir. İyi iletkenler (metaller) ve yalıtkanlar (tahta, plastik) vardır.
- Konveksiyon (Taşınım): Isının, sıvı veya gaz halindeki maddelerin yer değiştirmesiyle yayılmasıdır. Isınan sıvı veya gaz yükselir, soğuk olan alçalır ve bir döngü oluşur (Örn: Kalorifer peteğinin odayı ısıtması, suyun kaynaması).
- Işıma (Radyasyon): Isının, elektromanyetik dalgalar (ışık gibi) yoluyla yayılmasıdır. Maddesel ortama ihtiyaç duymaz, boşlukta da yayılabilir (Örn: Güneş'ten Dünya'ya gelen ısı, yanan bir sobanın etrafa yaydığı ısı).
⚠️ Dikkat: Boşlukta yayılan tek ısı iletim yolu ışımadır. Diğerleri için maddesel ortam gereklidir.
📏 Genleşme
Maddelerin sıcaklık artışıyla hacimlerinin, sıcaklık azalışıyla hacimlerinin küçülmesidir.
- Katılarda Genleşme: Katılar sıcaklık arttığında boyca, yüzeyce ve hacimce genleşirler. Genleşme miktarı, maddenin cinsine, ilk boyutuna ve sıcaklık değişimine bağlıdır. (Örn: Tren rayları arasındaki boşluklar, elektrik tellerinin yazın sarkması).
- Sıvılarda Genleşme: Sıvılar sadece hacimce genleşirler. Genleşme miktarı sıvının cinsine ve sıcaklık değişimine bağlıdır. Suyun özel bir durumu vardır: $0^\circ C$ ile $4^\circ C$ arasında hacmi küçülür (yoğunluğu artar), $4^\circ C$'den sonra hacmi artar (yoğunluğu azalır). Bu yüzden göller alttan donar.
- Gazlarda Genleşme: Gazlar, sıcaklık artışıyla genleşirler. Gazların genleşme katsayıları birbirine yakındır ve katılardan, sıvılardan daha fazladır. (Örn: Sıcak hava balonlarının yükselmesi).
💡 İpucu: Genleşme, maddeler için ayırt edici bir özellik değildir. Farklı maddeler farklı oranlarda genleşir. Termostatlar, genleşme prensibine göre çalışır.
