Bir öğrenci, suyun kaynama noktasını ve kaynama süresini etkileyen faktörleri araştırmak için bir deney tasarlıyor. Deneyde, özdeş ısıtıcılarda ve aynı ortamda, başlangıç sıcaklıkları $20 \text{ }^\circ\text{C}$ olan iki farklı kapta su ısıtılıyor.
- I. kapta $100 \text{ g}$ su bulunmaktadır.
- II. kapta $200 \text{ g}$ su bulunmaktadır.
Her iki kaptaki su da kaynamaya başladığında, I. kaptaki suyun tamamının buharlaşması $10$ dakika sürerken, II. kaptaki suyun tamamının buharlaşması $20$ dakika sürüyor.
Bu deneyden çıkarılabilecek en doğru sonuç aşağıdakilerden hangisidir?
A) Suyun kütlesi arttıkça kaynama sıcaklığı artar.
B) Suyun kütlesi arttıkça buharlaşma süresi artar.
C) Farklı cins sıvıların buharlaşma süreleri farklıdır.
D) Isıtıcının gücü arttıkça buharlaşma süresi kısalır.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu deneyde, suyun kaynama ve buharlaşma süreçlerini etkileyen önemli bir faktörü, yani suyun kütlesini inceliyoruz. Gelin, bu deneyi adım adım analiz edelim ve doğru sonuca ulaşalım.
- Adım 1: Deneydeki Değişkenleri Anlayalım
- Bilimsel bir deneyde, bir faktörün etkisini gözlemlemek için diğer tüm faktörleri sabit tutarız.
- Sabit Tutulan Faktörler (Kontrollü Değişkenler):
- Isıtıcılar: "Özdeş ısıtıcılar" kullanıldığı için her iki kaba da aynı miktarda ısı enerjisi veriliyor.
- Ortam: "Aynı ortamda" yapıldığı için dış basınç ve başlangıç ortam sıcaklığı aynı.
- Başlangıç Sıcaklığı: Her iki kaptaki suyun başlangıç sıcaklığı $20 \text{ }^\circ\text{C}$.
- Sıvı Cinsi: Her iki kapta da su kullanılıyor.
- Değiştirilen Faktör (Bağımsız Değişken):
- Suyun Kütlesi: I. kapta $100 \text{ g}$ su, II. kapta $200 \text{ g}$ su var. Bu, bizim değiştirdiğimiz ve etkisini gözlemlemek istediğimiz faktördür.
- Gözlemlenen Sonuçlar (Bağımlı Değişkenler):
- Buharlaşma Süresi: I. kaptaki suyun tamamının buharlaşması $10$ dakika sürerken, II. kaptaki suyun tamamının buharlaşması $20$ dakika sürüyor.
- Adım 2: Deney Sonuçlarını Yorumlayalım
- Deneyde, suyun kütlesi $100 \text{ g}$'dan $200 \text{ g}$'a çıkarıldığında (yani iki katına çıkarıldığında), suyun tamamının buharlaşması için geçen süre de $10$ dakikadan $20$ dakikaya çıkmıştır (yani iki katına çıkmıştır).
- Bu gözlem, suyun kütlesi ile buharlaşma süresi arasında doğru orantılı bir ilişki olduğunu açıkça göstermektedir. Daha fazla kütledeki suyu buharlaştırmak için daha fazla enerji ve dolayısıyla daha fazla zaman gerekir.
- Adım 3: Seçenekleri Değerlendirelim
- A) Suyun kütlesi arttıkça kaynama sıcaklığı artar.
- Suyun kaynama sıcaklığı, dış basınca ve suyun saflığına bağlıdır, kütleye bağlı değildir. Aynı ortamda ve aynı cins sıvı (su) kullanıldığı için her iki kaptaki su da aynı sıcaklıkta (yaklaşık $100 \text{ }^\circ\text{C}$) kaynamaya başlar. Bu seçenek yanlıştır.
- B) Suyun kütlesi arttıkça buharlaşma süresi artar.
- Deney sonuçlarına baktığımızda, $100 \text{ g}$ su $10$ dakikada buharlaşırken, $200 \text{ g}$ su $20$ dakikada buharlaşmıştır. Kütle arttıkça buharlaşma süresi de artmıştır. Bu seçenek deneyden çıkarılabilecek en doğru sonuçtur.
- C) Farklı cins sıvıların buharlaşma süreleri farklıdır.
- Bu deneyde sadece su kullanılmıştır. Farklı cins sıvılar arasında bir karşılaştırma yapılmadığı için bu sonuç bu deneyden çıkarılamaz. Bu seçenek yanlıştır.
- D) Isıtıcının gücü arttıkça buharlaşma süresi kısalır.
- Deneyde "özdeş ısıtıcılar" kullanıldığı belirtilmiştir, yani ısıtıcının gücü değiştirilmemiştir. Bu nedenle ısıtıcının gücünün buharlaşma süresine etkisi hakkında bu deneyden bir sonuç çıkarılamaz. Bu seçenek yanlıştır.
Deney sonuçları, suyun kütlesi arttıkça buharlaşma süresinin de arttığını açıkça göstermektedir. Bu nedenle, doğru cevap B seçeneğidir.
