Saf bir maddeye ait ısınma grafiği şekildeki gibidir. Başlangıçta katı hâlde olan bu maddeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
Y ekseni: Sıcaklık ($^{\circ}C$)
X ekseni: Zaman (dakika) veya Alınan ısı (J)
Grafik:
Başlangıçta sıcaklık $T_1$'den $T_2$'ye yükseliyor (eğimli çizgi, katı hâl).
Sonra sıcaklık $T_2$'de sabit kalıyor (yatay çizgi, katı+sıvı hâl değişimi).
Sonra sıcaklık $T_2$'den $T_3$'e yükseliyor (eğimli çizgi, sıvı hâl).
Sonra sıcaklık $T_3$'te sabit kalıyor (yatay çizgi, sıvı+gaz hâl değişimi).
Sonra sıcaklık $T_3$'ten $T_4$'e yükseliyor (eğimli çizgi, gaz hâl).
A) Madde $T_2$ sıcaklığında erimekte, $T_3$ sıcaklığında kaynamaktadır.
B) $T_2$ ve $T_3$ sıcaklıkları arasında madde sadece katı hâlde bulunur.
C) Madde $T_2$ sıcaklığında kaynamaya, $T_3$ sıcaklığında erimeye başlar.
D) Maddeye sürekli ısı verilmesine rağmen $T_2$ ve $T_3$ sıcaklıklarında sıcaklığı azalır.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, saf bir maddenin ısıtılmasıyla elde edilen bir sıcaklık-zaman (veya sıcaklık-alınan ısı) grafiğini yorumlamamız isteniyor. Bu tür grafikler, maddelerin hâl değişimlerini ve sıcaklık değişimlerini anlamak için çok önemlidir. Gelin, grafiği adım adım inceleyelim ve doğru cevabı bulalım.
- Grafiğin Analizi:
- Grafik, başlangıçta katı hâlde olan bir maddenin ısıtılmasıyla sıcaklığının nasıl değiştiğini gösteriyor.
- Birinci Bölüm ($T_1$'den $T_2$'ye): Bu kısımda sıcaklık artıyor ve madde katı hâldedir. Maddeye verilen ısı, katının sıcaklığını artırmak için kullanılıyor.
- İkinci Bölüm ($T_2$ sıcaklığında yatay çizgi): Bu kısımda maddeye ısı verilmeye devam etmesine rağmen sıcaklık sabit kalıyor ($T_2$). Bu durum, maddenin hâl değiştirdiğini gösterir. Başlangıçta katı olduğu için, bu hâl değişimi erimedir. Bu bölgede madde hem katı hem de sıvı hâlde bulunur.
- Üçüncü Bölüm ($T_2$'den $T_3$'e): Erime tamamlandıktan sonra, madde tamamen sıvı hâle geçer. Bu kısımda sıcaklık tekrar artmaya başlar. Maddeye verilen ısı, sıvının sıcaklığını artırmak için kullanılıyor.
- Dördüncü Bölüm ($T_3$ sıcaklığında yatay çizgi): Bu kısımda da maddeye ısı verilmeye devam etmesine rağmen sıcaklık yine sabit kalıyor ($T_3$). Bu da ikinci bir hâl değişimi olduğunu gösterir. Sıvı hâlden sonraki hâl değişimi kaynama (buharlaşma) olayıdır. Bu bölgede madde hem sıvı hem de gaz hâlde bulunur.
- Beşinci Bölüm ($T_3$'ten $T_4$'e): Kaynama tamamlandıktan sonra, madde tamamen gaz hâle geçer. Bu kısımda sıcaklık tekrar artmaya başlar. Maddeye verilen ısı, gazın sıcaklığını artırmak için kullanılıyor.
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) Madde $T_2$ sıcaklığında erimekte, $T_3$ sıcaklığında kaynamaktadır.
- Yukarıdaki analizimize göre, $T_2$ sıcaklığında sıcaklık sabit kalırken katıdan sıvıya geçiş (erime) yaşanır. $T_3$ sıcaklığında ise sıcaklık sabit kalırken sıvıdan gaza geçiş (kaynama) yaşanır. Bu ifade, grafiğin doğru yorumudur.
- B) $T_2$ ve $T_3$ sıcaklıkları arasında madde sadece katı hâlde bulunur.
- $T_2$ ve $T_3$ sıcaklıkları arasında madde tamamen sıvı hâldedir ve sıcaklığı artmaktadır. Katı hâl, $T_2$ sıcaklığına kadar ve $T_2$ sıcaklığındaki erime sırasında bulunur. Bu ifade yanlıştır.
- C) Madde $T_2$ sıcaklığında kaynamaya, $T_3$ sıcaklığında erimeye başlar.
- Bu ifade, hâl değişimlerini tersine çevirmiştir. $T_2$ erime, $T_3$ kaynamadır. Bu ifade yanlıştır.
- D) Maddeye sürekli ısı verilmesine rağmen $T_2$ ve $T_3$ sıcaklıklarında sıcaklığı azalır.
- Hâl değişimlerinin yaşandığı $T_2$ ve $T_3$ sıcaklıklarında maddeye ısı verilmeye devam etmesine rağmen sıcaklık sabit kalır. Verilen ısı, maddenin iç enerjisini artırarak hâl değiştirmesini sağlar (gizli ısı). Sıcaklık azalmaz. Bu ifade yanlıştır.
Bu analizler sonucunda, grafiği en doğru şekilde yorumlayan seçeneğin A olduğunu görüyoruz.
Cevap A seçeneğidir.
