Aşağıdaki durumların hangisinde bir maddeye ısı verilmesi sonucunda sıcaklığı artar?
A) Buzdolabından yeni çıkarılmış bir şişe suyun oda sıcaklığında bekletilmesi.
B) Kaynar suyun içine atılan bir miktar buzun erimesi.
C) Güneş altında uzun süre bekletilen metal bir kaşığın.
D) Bir tencere suyun kaynamaya başlaması.
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, bir maddeye ısı verildiğinde sıcaklığının arttığı durumları arıyoruz. Isı ve sıcaklık arasındaki ilişkiyi anlamak için iki temel durumu hatırlayalım:
- Sıcaklık Artışı (Duyulur Isı): Bir maddeye ısı verildiğinde, eğer madde hal değiştirmiyorsa (erime, kaynama gibi), taneciklerinin ortalama kinetik enerjisi artar ve bu da maddenin sıcaklığının yükselmesine neden olur.
- Hal Değişimi (Gizli Isı): Bir maddeye ısı verildiğinde, eğer madde hal değiştiriyorsa (örneğin buzun erimesi veya suyun kaynaması), verilen ısı maddenin tanecikleri arasındaki potansiyel enerjiyi artırmak için kullanılır. Bu süreçte, madde ısı almasına rağmen sıcaklığı sabit kalır.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Buzdolabından yeni çıkarılmış bir şişe suyun oda sıcaklığında bekletilmesi.
- Buzdolabından çıkan su, oda sıcaklığından daha soğuktur. Oda sıcaklığında bekletildiğinde, çevresindeki havadan ısı alarak sıcaklığını artırır ve oda sıcaklığına ulaşır. Bu durumda suyun sıcaklığı artar.
- B) Kaynar suyun içine atılan bir miktar buzun erimesi.
- Kaynar sudan buz parçasına ısı aktarılır. Ancak buz erirken (hal değiştirirken), sıcaklığı 0°C'de sabit kalır. Tüm buz eriyip suya dönüştükten sonra suyun sıcaklığı artmaya başlar. Dolayısıyla, buzun erime sürecinde sıcaklığı artmaz.
- C) Güneş altında uzun süre bekletilen metal bir kaşığın.
- Güneş altında bekletilen metal kaşık, güneşten gelen ışınım enerjisini (ısıyı) emer. Metal kaşık hal değiştirmediği için, aldığı bu ısı doğrudan taneciklerinin kinetik enerjisini artırır ve kaşığın sıcaklığı yükselir. Bu, sıcaklık artışına doğrudan bir örnektir.
- D) Bir tencere suyun kaynamaya başlaması.
- Su kaynamaya başladığında, sıcaklığı 100°C'ye ulaşmıştır (standart atmosfer basıncında). Kaynama süreci boyunca, suya ısı verilmeye devam edilse bile, bu ısı suyun buhara dönüşmesi (hal değiştirmesi) için kullanılır ve suyun sıcaklığı 100°C'de sabit kalır. Dolayısıyla, kaynama anında ve kaynama süresince suyun sıcaklığı artmaz.
Yukarıdaki analizlere göre, B ve D seçenekleri hal değişimi süreçlerini içerdiği için sıcaklık artışı gözlenmez. A seçeneğinde de suyun sıcaklığı artar ancak C seçeneği, güneş gibi doğrudan ve güçlü bir ısı kaynağının bir maddenin sıcaklığını belirgin bir şekilde artırmasına çok net bir örnektir.
Cevap C seçeneğidir.
