10. sınıf fizik konu anlatımı Test 2

Öz ısısı 0.5 J/g°C olan 200 gram kütleli bir maddenin sıcaklığını 20°C'den 60°C'ye çıkarmak için kaç Joule ısı enerjisi gerekir?

A) 2000
B) 3000
C) 4000
D) 5000

Sevgili öğrenciler, bu tür ısı enerjisi sorularını çözmek için adım adım ilerlemek en doğru yoldur. Şimdi soruyu birlikte inceleyelim ve çözümünü gerçekleştirelim:

Adım 1: Verilen Bilgileri Belirleyelim

Öncelikle, soruda bize hangi bilgilerin verildiğini net bir şekilde yazalım:

• Maddenin kütlesi (m): $200 \text{ gram}$
• Maddenin öz ısısı (c): $0.5 \text{ J/g°C}$
• Maddenin ilk sıcaklığı ($T_{ilk}$): $20 \text{ °C}$
• Maddenin son sıcaklığı ($T_{son}$): $60 \text{ °C}$

Adım 2: Sıcaklık Değişimini ($\Delta T$) Hesaplayalım

Maddenin sıcaklığında ne kadar bir değişim olduğunu bulmamız gerekiyor. Sıcaklık değişimi ($\Delta T$), son sıcaklıktan ilk sıcaklığın çıkarılmasıyla bulunur:

• $\Delta T = T_{son} - T_{ilk}$
• $\Delta T = 60 \text{ °C} - 20 \text{ °C}$
• $\Delta T = 40 \text{ °C}$

Yani, maddenin sıcaklığı $40 \text{ °C}$ artırılmalıdır.

Adım 3: Isı Enerjisi Formülünü Hatırlayalım

Bir maddenin sıcaklığını değiştirmek için gerekli olan ısı enerjisini ($Q$) hesaplamak için kullandığımız temel formül şudur:

• $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$

Bu formülde;

• $Q$: Gerekli ısı enerjisi (birimi Joule - J)
• $m$: Maddenin kütlesi (birimi gram - g)
• $c$: Maddenin öz ısısı (birimi J/g°C)
• $\Delta T$: Sıcaklık değişimi (birimi °C)

Adım 4: Değerleri Formülde Yerine Koyup Hesaplayalım

Şimdi, Adım 1 ve Adım 2'de bulduğumuz değerleri Adım 3'teki formülde yerine koyarak gerekli ısı enerjisini hesaplayalım:

• $Q = 200 \text{ g} \cdot 0.5 \text{ J/g°C} \cdot 40 \text{ °C}$
• Önce kütle ve öz ısıyı çarpalım: $200 \cdot 0.5 = 100$
• Şimdi bu sonucu sıcaklık değişimi ile çarpalım: $100 \cdot 40 = 4000$
• Böylece, $Q = 4000 \text{ J}$

Bu durumda, maddenin sıcaklığını $20 \text{ °C}$'den $60 \text{ °C}$'ye çıkarmak için $4000 \text{ Joule}$ ısı enerjisi gereklidir.

Adım 5: Sonucu Seçeneklerle Karşılaştıralım

Hesaplamalarımız sonucunda $4000 \text{ Joule}$ ısı enerjisine ihtiyaç duyulduğunu bulduk. Bu değer, seçenekler arasında C seçeneğinde yer almaktadır.

Cevap C seçeneğidir.