İç enerji, bir maddenin moleküllerinin öteleme, dönme ve titreşim hareketlerinden kaynaklanan kinetik enerjileri ile moleküller arası bağlardan kaynaklanan potansiyel enerjilerinin toplamıdır. Buna göre, bir maddenin iç enerjisi ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır?
A) Bir maddenin sıcaklığı arttığında iç enerjisi artar.
B) Bir maddenin fiziksel hâli değiştiğinde iç enerjisi değişir.
C) Bir maddenin iç enerjisi, sadece kinetik enerjilerin toplamından oluşur.
D) Isı, maddeler arasında iç enerji transferidir.
E) Aynı sıcaklık ve kütlede olsalar bile farklı maddelerin iç enerjileri farklı olabilir.
Merhaba sevgili öğrenciler!
İç enerji konusu, termodinamik ve madde bilgisi açısından oldukça temel ve önemlidir. Soruyu dikkatlice inceleyerek ve iç enerjinin tanımını hatırlayarak doğru cevaba ulaşalım.
Sorunun başında iç enerjinin tanımı verilmiş: "İç enerji, bir maddenin moleküllerinin öteleme, dönme ve titreşim hareketlerinden kaynaklanan kinetik enerjileri ile moleküller arası bağlardan kaynaklanan potansiyel enerjilerinin toplamıdır." Bu tanım, soruyu çözmemiz için anahtar bilgidir.
- A) Bir maddenin sıcaklığı arttığında iç enerjisi artar.
- Sıcaklık, moleküllerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Sıcaklık arttığında, moleküllerin öteleme, dönme ve titreşim hareketleri hızlanır, yani kinetik enerjileri artar. İç enerji hem kinetik hem de potansiyel enerjinin toplamı olduğundan, kinetik enerjinin artması iç enerjiyi de artırır. Bu ifade doğrudur.
- B) Bir maddenin fiziksel hâli değiştiğinde iç enerjisi değişir.
- Bir madde hal değiştirirken (örneğin, buzun eriyip suya dönüşmesi), sıcaklığı sabit kalsa bile dışarıdan ısı alır veya dışarıya ısı verir. Bu ısı, moleküller arası bağları koparmak veya oluşturmak için kullanılır. Bu da moleküllerin potansiyel enerjisini değiştirir. Potansiyel enerji iç enerjinin bir bileşeni olduğu için, hal değişimi sırasında iç enerji de değişir. Bu ifade doğrudur.
- C) Bir maddenin iç enerjisi, sadece kinetik enerjilerin toplamından oluşur.
- Sorunun başında verilen tanımda açıkça belirtildiği gibi, iç enerji sadece kinetik enerjilerin değil, aynı zamanda "moleküller arası bağlardan kaynaklanan potansiyel enerjilerin" de toplamıdır. Yani, iç enerji hem kinetik hem de potansiyel enerjiyi içerir. Bu ifade, tanıma aykırı olduğu için yanlıştır.
- D) Isı, maddeler arasında iç enerji transferidir.
- Isı, sıcaklık farkından dolayı maddeler arasında aktarılan enerjidir. Bu aktarılan enerji, aslında maddelerin moleküler düzeydeki kinetik ve potansiyel enerjilerinin yani iç enerjilerinin transferidir. Bu ifade doğrudur.
- E) Aynı sıcaklık ve kütlede olsalar bile farklı maddelerin iç enerjileri farklı olabilir.
- Farklı maddelerin moleküler yapıları, moleküller arası çekim kuvvetleri ve özgül ısıları farklıdır. Bu farklılıklar, aynı sıcaklıkta ve kütlede olsalar bile moleküllerin potansiyel enerjilerinin ve hatta kinetik enerji dağılımlarının farklı olmasına neden olabilir. Örneğin, su ve alkolün aynı sıcaklıkta ve kütlede iç enerjileri farklıdır. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki açıklamalara göre, iç enerjinin sadece kinetik enerjilerden oluştuğunu iddia eden C seçeneği, iç enerjinin tanımıyla çelişmektedir.
Cevap C seçeneğidir.
