Özdeş ısıtıcılarla ısıtılan, farklı kütlelerdeki aynı cins saf sıvıların kaynama süreleri ile ilgili bir deney yapılmaktadır.
Bu deneyde, aşağıdaki hipotezlerden hangisi test edilmektedir?
A) Maddenin kaynama sıcaklığı kütlesine bağlıdır.
B) Maddenin hâl değiştirmesi için gereken ısı miktarı kütlesiyle doğru orantılıdır.
C) Farklı cins maddelerin kaynama sıcaklıkları farklıdır.
D) Isıtıcının gücü kaynama süresini etkiler.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için, öncelikle bir deneyde nelerin değiştirildiğini (bağımsız değişken), nelerin ölçüldüğünü (bağımlı değişken) ve nelerin sabit tutulduğunu (kontrol edilen değişkenler) dikkatlice anlamamız gerekiyor. Bir hipotez, bu değişkenler arasındaki ilişkiyi sorgulayan veya tahmin eden bir ifadedir.
- Deneyin Kurulumu ve Değişkenleri:
- Özdeş ısıtıcılar: Bu, ısıtıcıların gücünün aynı olduğu anlamına gelir. Yani, birim zamanda verilen ısı miktarı sabittir. Bu, kontrol edilen bir değişkendir.
- Farklı kütlelerdeki: Deneyde kütle değiştiriliyor. Bu, bağımsız değişkendir.
- Aynı cins saf sıvılar: Sıvının cinsi aynı olduğu için, kaynama sıcaklığı ve hal değiştirme ısısı gibi özellikleri aynıdır. Bu da kontrol edilen bir değişkendir.
- Kaynama süreleri: Deneyde ölçülen şey kaynama süresidir. Bu, bağımlı değişkendir.
- Deneyin Amacı: Bu deneyde, aynı cins sıvının farklı kütlelerinin kaynaması için geçen süreler karşılaştırılıyor. Yani, kütlenin kaynama süresi üzerindeki etkisi araştırılıyor. Kaynama süresi ise, sıvının kaynama noktasına ulaşması ve/veya tamamen kaynaması için gereken toplam ısı miktarıyla doğrudan ilişkilidir (çünkü ısıtıcı gücü sabittir).
- Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Maddenin kaynama sıcaklığı kütlesine bağlıdır.
- Saf maddelerin kaynama sıcaklığı, maddenin miktarına (kütlesine) bağlı değildir; maddenin cinsine ve dış basınca bağlıdır. Bu deneyde "aynı cins saf sıvılar" kullanıldığı için, tüm örneklerin kaynama sıcaklığı aynı olacaktır. Dolayısıyla bu hipotez test edilmiyor.
- B) Maddenin hâl değiştirmesi için gereken ısı miktarı kütlesiyle doğru orantılıdır.
- Bir madde hal değiştirirken (örneğin kaynarken) aldığı ısı miktarı $Q = m \cdot L_v$ formülüyle bulunur. Burada $m$ kütle, $L_v$ ise buharlaşma gizli ısısıdır. "Aynı cins saf sıvılar" kullanıldığı için $L_v$ sabittir. Bu durumda, gereken ısı miktarı ($Q$) kütle ($m$) ile doğru orantılıdır. Deneyde farklı kütleler kullanılarak kaynama süreleri (yani gereken ısı miktarı) ölçüldüğü için, bu hipotez doğrudan test edilmektedir. Daha büyük kütleli sıvının kaynaması için daha fazla ısıya ve dolayısıyla daha uzun süreye ihtiyaç duyulacaktır.
- C) Farklı cins maddelerin kaynama sıcaklıkları farklıdır.
- Bu doğru bir bilgidir ancak deneyde "aynı cins saf sıvılar" kullanılmıştır. Yani, farklı cins maddeler karşılaştırılmamıştır. Bu nedenle bu hipotez test edilmiyor.
- D) Isıtıcının gücü kaynama süresini etkiler.
- Bu da doğru bir bilgidir; daha güçlü bir ısıtıcı, sıvıyı daha kısa sürede kaynatır. Ancak deneyde "özdeş ısıtıcılar" kullanılmıştır. Yani, ısıtıcının gücü sabit tutulmuştur. Bu nedenle bu hipotez test edilmiyor.
Deneyin amacı, kütlenin kaynama süresi (ve dolayısıyla hal değişimi için gereken ısı miktarı) üzerindeki etkisini incelemektir. Bu da B seçeneğindeki hipotezle birebir örtüşmektedir.
Cevap B seçeneğidir.
