Kütlesi $m$ olan bir katı maddeye sabit hızla ısı verildiğinde sıcaklık-ısı grafiği şekildeki gibi oluyor.
Grafiğe göre, madde ile ilgili aşağıdaki yorumlardan hangisi
yanlıştır?
A) Madde $T_1$ sıcaklığında erimeye başlamıştır.
B) $Q_1-Q_0$ aralığında madde katı hâldedir.
C) $Q_2-Q_1$ aralığında madde erimektedir.
D) $Q_2-Q_1$ aralığında maddenin sıcaklığı sabit kalmıştır.
E) $Q_3-Q_2$ aralığında madde sıvı hâldedir.
Merhaba sevgili öğrenciler,
Bu soru, maddelerin ısı alarak sıcaklıklarının nasıl değiştiğini ve hal değiştirdiğini gösteren sıcaklık-ısı grafiğini yorumlama becerimizi ölçüyor. Grafiği adım adım inceleyerek doğru cevabı bulalım.
- Grafiğin Bölümlerini Anlayalım:
- $Q_0$ ile $Q_1$ arası: Bu aralıkta madde ısı alıyor ve sıcaklığı artıyor. Bu durum, maddenin tek bir fiziksel halde (örneğin katı) olduğunu ve iç enerjisinin arttığını gösterir.
- $Q_1$ ile $Q_2$ arası: Bu aralıkta madde ısı almaya devam ediyor ancak sıcaklığı sabit kalıyor ($T_1$). Sıcaklığın sabit kalması, maddenin hal değiştirdiğini (erime veya kaynama) gösterir. Grafikte sıcaklık arttıktan sonra bu bölge geldiği için, bu erime olayıdır. Bu süreçte madde hem katı hem de sıvı halde bulunur.
- $Q_2$ ile $Q_3$ arası: Bu aralıkta madde tekrar ısı alıyor ve sıcaklığı artıyor. Erime tamamlandığı için, madde artık sıvı haldedir ve sıcaklığı yükselmektedir.
- Seçenekleri Değerlendirelim:
- A) Madde $T_1$ sıcaklığında erimeye başlamıştır.
- Grafikte $Q_1$ noktasından itibaren sıcaklık sabit kalmaya başlamış ve $T_1$ değerinde bir plato oluşmuştur. Bu plato, hal değişiminin (erimenin) başladığı sıcaklığı gösterir. Dolayısıyla, bu ifade doğrudur.
- B) $Q_1-Q_0$ aralığında madde katı hâldedir.
- Bu aralık, maddenin sıcaklığının başlangıç noktasından $T_1$ sıcaklığına yükseldiği bölümdür. Bu bölgede madde ısı alarak sıcaklığını artırır ve tek bir fazda bulunur. Erime olayı $T_1$ sıcaklığında başladığı için, $Q_1$ noktasına kadar madde katı haldedir. Ancak, $Q_1$ noktası erimenin başladığı noktadır. Bu noktada madde erimeye başlar ve katı halden sıvı hale geçiş süreci başlar. Dolayısıyla, $Q_0$ ile $Q_1$ arasındaki tüm aralıkta maddenin *sadece ve tamamen* katı halde olduğunu söylemek, $Q_1$ noktasındaki geçiş durumunu göz ardı etmek olur. $Q_1$ noktasında madde artık sadece katı halde değil, erime sürecinin başlangıcındadır. Bu nedenle, bu ifade yanlıştır.
- C) $Q_2-Q_1$ aralığında madde erimektedir.
- Bu aralıkta sıcaklık sabit kalırken ısı verilmeye devam edilmesi, maddenin hal değiştirdiğini gösterir. Katı halden sonra geldiği için bu hal değişimi erimedir. Dolayısıyla, bu ifade doğrudur.
- D) $Q_2-Q_1$ aralığında maddenin sıcaklığı sabit kalmıştır.
- Grafikte de açıkça görüldüğü gibi, $Q_1$ ve $Q_2$ noktaları arasında sıcaklık değeri $T_1$ olarak sabit kalmıştır. Bu ifade doğrudur.
- E) $Q_3-Q_2$ aralığında madde sıvı hâldedir.
- $Q_2$ noktasında erime süreci tamamlanmıştır. Yani maddenin tamamı sıvı hale geçmiştir. $Q_2$ ile $Q_3$ arasında madde sıvı halde ısı alarak sıcaklığını artırmaktadır. Dolayısıyla, bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, A, C, D ve E seçenekleri doğru yorumlardır. B seçeneği ise, erimenin başladığı $Q_1$ noktasındaki hal geçişi durumu nedeniyle yanlış kabul edilir.
Cevap B seçeneğidir.
