Harika bir çalışma! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Bugün sizlerle birlikte “Madde ve Endüstri” ünitemizin sonundaki bu değerlendirme sorularını çözeceğiz. Soruları dikkatlice okuyup, adım adım ilerleyerek konuları ne kadar iyi anladığımızı görelim. Haydi başlayalım!
A. Aşağıda bazı olaylar verilmiştir. Bu olaylar sırasında maddenin ısı alması mı yoksa ısı vermesi mi gerektiğini tabloya işaretleyiniz.
Bu soruyu çözmeden önce küçük bir hatırlatma yapalım. Maddenin daha düzenli bir halden (katı gibi) daha düzensiz bir hale (sıvı veya gaz gibi) geçmesi için dışarıdan enerji, yani ısı alması gerekir. Tam tersi, daha düzensiz bir halden daha düzenli bir hale geçiyorsa, enerjisini dışarıya, yani ısı vermesi gerekir.
- Karın yağması: Kar, havadaki su buharının (gaz hali) doğrudan katı hale (buz kristalleri) geçmesidir. Gaz halinden katı hale geçiş olduğu için madde dışarıya ısı verir.
- Dondurmanın erimesi: Dondurma katı haldedir ve eriyerek sıvı hale geçer. Katıdan sıvıya geçiş için madde dışarıdan ısı alır. (Sıcak bir günde dondurmanın neden eridiğini bir düşünün!)
- İyotun süblimleşmesi: Süblimleşme, katı bir maddenin doğrudan gaz hale geçmesidir. Katıdan gaza geçiş için madde dışarıdan ısı alır.
- Yağmurun yağması: Yağmur, havadaki su buharının (gaz hali) yoğuşarak su damlacıkları (sıvı hali) haline gelmesidir. Gazdan sıvıya geçiş olduğu için madde dışarıya ısı verir.
- Çamaşırın kuruması: Islak çamaşırdaki su (sıvı hali) buharlaşarak gaz haline geçer. Sıvıdan gaza geçiş için madde dışarıdan ısı alır. (Rüzgarlı ve güneşli havada çamaşırların daha hızlı kurumasının sebebi budur, çünkü ısı alması kolaylaşır.)
Sonuç Tablosu:
- Karın yağması: Isı verir.
- Dondurmanın erimesi: Isı alır.
- İyotun süblimleşmesi: Isı alır.
- Yağmurun yağması: Isı verir.
- Çamaşırın kuruması: Isı alır.
B. Başlangıç sıcaklıkları 0 °C ve miktarları aynı olan A, B, C özdeş kaplarındaki sıvılar, özdeş ısıtıcılarla 5 dakika boyunca ısıtılmıştır. Sıvıların son sıcaklıkları aşağıdaki gibidir. Buna göre A, B, C kaplarındaki sıvıların öz ısılarını büyükten küçüğe doğru sıralayınız.
Bu soruyu çözmek için anahtar kelimemiz “öz ısı”. Öz ısı neydi bir hatırlayalım mı? Öz ısı, bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C artırmak için gereken ısı miktarıdır. Kısacası, bir maddenin ısınmaya karşı ne kadar “inatçı” olduğunu gösterir.
Öz ısısı yüksek olan maddeler geç ısınır, geç soğur.
Öz ısısı düşük olan maddeler çabuk ısınır, çabuk soğur.
Adım 1: Deneydeki şartları gözden geçirelim. Kaplar aynı, ısıtıcılar aynı, ısıtma süresi aynı ve sıvıların miktarları da aynı. Bu ne demek? Bu, her üç sıvıya da 5 dakika boyunca eşit miktarda ısı enerjisi verildiği anlamına gelir.
Adım 2: Sıvıların sıcaklık değişimlerine bakalım. Hepsi 0 °C’den başlamıştı.
- A sıvısının sıcaklığı 20 °C’ye çıkmış. (Sıcaklık artışı: 20 °C)
- B sıvısının sıcaklığı 35 °C’ye çıkmış. (Sıcaklık artışı: 35 °C)
- C sıvısının sıcaklığı 15 °C’ye çıkmış. (Sıcaklık artışı: 15 °C)
Adım 3: Yorumlayalım. Hepsine eşit ısı vermemize rağmen B sıvısı en çok ısınmış, C sıvısı ise en az ısınmış.
- En az ısınan C sıvısı, demek ki ısınmaya karşı en “inatçı” olan o. Bu yüzden öz ısısı en büyük olan C’dir.
- En çok ısınan B sıvısı ise demek ki en kolay ısınan o. Bu yüzden öz ısısı en küçük olan B’dir.
- A sıvısı da bu ikisinin arasında bir değerdedir.
Sonuç:
Sıvıların öz ısılarını büyükten küçüğe doğru sıralarsak: C > A > B
C. Aşağıdaki tabloda saf bir madde ısıtıldığında maddede gözlenen sıcaklık-zaman değişimleri verilmiştir.
Bu tür tablolarda dikkat etmemiz gereken en önemli şey, sıcaklığın sabit kaldığı yerlerdir. Unutmayın, saf maddeler hal değiştirirken (erirken veya kaynarken) sıcaklıkları sabit kalır. Aldıkları ısı, tanecikler arasındaki bağları koparmak için kullanılır, sıcaklığı artırmak için değil.
Adım 1: Tabloda sıcaklığın sabit kaldığı aralıkları bulalım.
- Tabloyu incelerken görüyoruz ki, 15. dakika ile 20. dakika arasında sıcaklık 20 °C‘de sabit kalmış.
- Bir de 30. dakika ile 40. dakika arasında sıcaklık 40 °C‘de sabit kalmış.
Adım 2: Bu sabit sıcaklıkların hangi hal değişimlerine ait olduğunu belirleyelim. Madde ısıtıldığı için, ilk sabit sıcaklık erime, ikinci sabit sıcaklık ise kaynama olmalıdır.
1. Maddenin erime ve kaynama sıcaklığı nedir?
Madde ilk olarak 20 °C’de hal değiştirmeye başlamış. Bu, maddenin erime sıcaklığıdır.
Daha sonra 40 °C’de tekrar hal değiştirmeye başlamış. Bu da maddenin kaynama sıcaklığıdır.
Sonuç: Erime Sıcaklığı = 20 °C, Kaynama Sıcaklığı = 40 °C
2. Madde kaçıncı dakikalar arasında erimektedir?
Tabloya baktığımızda, sıcaklığın 20 °C’de sabit kaldığı zaman aralığı 15. dakika ile 20. dakika arasıdır. Erime bu aralıkta gerçekleşir.
Sonuç: Madde 15. ve 20. dakikalar arasında erimektedir.
3. Madde kaçıncı dakikalar arasında kaynamaktadır?
Tabloda sıcaklığın 40 °C’de sabit kaldığı zaman aralığı 30. dakika ile 40. dakika arasıdır. Kaynama bu aralıkta gerçekleşir.
Sonuç: Madde 30. ve 40. dakikalar arasında kaynamaktadır.
Umarım tüm çözümler anlaşılır olmuştur. Anlamadığınız bir yer olursa sormaktan çekinmeyin. Hepinize iyi çalışmalar dilerim!