Maddenin Isı ile Etkileşimi

Çevremizde gördüğümüz tüm maddeler taneciklerden (atomlar) oluşmaktadır.
Maddeyi oluşturan tanecikler, madde içinde hareket (Titreşim, Öteleme ve Dönme) halindedirler.
Tanecikler bu hareketinden dolayı kinetik ve potansiyel enerjiye sahiptirler.
Taneciklerin kinetik ve potansiyel enerjileri toplamı maddenin iç enerjisini oluşturur.
Maddeler birbirine temas ettiklerinde iç enerjilerini birbirlerine aktara bilirler.

Isı Nedir ?

Sıcaklıkları farklı maddeler arasında iç enerjinin aktarımına ısı denir.
Isı enerjisi aktarımı sıcak maddeden soğuk maddeye doğru gerçekleşir.
Isı bir enerji türüdür, direkt ölçülemez.
Maddeler arasında alınan ya da verilen ısı kalorimetre kabı ile hesaplanabilir.
Birimi ise kalori (cal) ya da joule’dür (J).

Sıcaklık Nedir ?

Sıcaklık, maddelerin molekül başına düşen ortalama hareket enerjilerinin bir göstergesidir.
Sıcaklık bir enerji türü değildir.
Maddelerin sıcaklığı termometre ile ölçülür.
Sıcaklığın birimi Celcius’tur (Selsiyus). ‟°C” şeklinde gösterilir.
Not: Günlük yaşamda ısı ile sıcaklık kavramları karıştırılarak birbirlerinin yerine kullanılmaktadır.
Isı ve sıcaklık kavramları birbirleri ile ilişkili fakat farklı kavramlardır.
Örnek: İnsanların vücut ısısı 36,5 °C’tur cümlesi yanlış kullanımdır.
İnsanların vücut sıcaklığı 36,5 °C’tur cümlesi doğru kullanımdır.

Öz Isı Nedir ?

Öz ısı, bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gerekli olan ısı miktarıdır.
Öz ısı, madde miktarına bağlı olmayıp maddenin cinsine bağlıdır.
Öz ısının birimi cal/g °C ya da J/g °C’tur.

Tabloda görüldüğü gibi her saf maddenin öz ısısı birbirinden farklıdır.
Bu yüzden öz ısı, maddeler için ayırt edici bir özelliktir.
Not:Eşit kütleli farklı cins maddeler ısıtılıp soğutulduklarında;
1. Öz ısısı küçük olan maddenin sıcaklığı hızlı artar ve soğurken sıcaklığı hızlı azalır.
2. Öz ısısı büyük olan maddenin sıcaklığı yavaş artar ve soğurken sıcaklık yavaş azalır.

Soru 1: Eşit kütleli A, B ve C sıvıları özdeş ısıtıcılar ile eşit süre ısıtılıyor.

İlk ve son sıcaklıkları şekildeki gibi olan A, B ve C sıvılarının öz ısıları arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisi gibidir?

A) C_A > C_B > C_C
B) C_C > C_B > C_A
C) C_A > C_C > C_B
D) C_B > C_A > C_C

Cevabı Görmek İçin Tıklayınız.

Çözüm: Öz ısısı küçük olan maddenin sıcaklığı hızlı artar ve Öz ısısı büyük olan maddenin sıcaklığı yavaş artar. Cevap D’dir.

Not: Bir maddenin sahip olduğu ısı enerjisi; maddenin kütlesine, öz ısısına (cins) ve
sıcaklık değişimine bağlıdır.

1.Öz ısı, Sıcaklık ve Isı ilişkisi

Bir maddenin sahip olduğu ısı enerjisi maddenin cinsine (öz ısısı) bağlıdır.
Aynı sıcaklıkta ve aynı kütleye sahip farklı maddelerde;
1. Öz ısısı fazla olan maddenin sahip olduğu ısı enerjisi fazladır.
2. Öz ısısı az olan maddenin sahip olduğu ısı enerjisi azdır.
Bir maddenin sıcaklığını değiştirmek için verilmesi gereken ısı enerjisi madde cinsine (öz ısısı) bağlıdır.
Aynı kütleye sahip farklı maddelerde, Sıcaklığını eşit miktarda artırmak için;
1. Öz ısısı küçük olan maddeye daha az ısı enerjisi verilir.
2. Öz ısısı büyük olan maddeye daha fazla ısı enerjisi verilir.

Soru 2: Aynı kütleye sahip 80°C sıcaklığında olan X, Y ve Z cisimleri şekilde verilen kaplara katılıyor.

Şekilde verilen kaplarda bulunan suyun kütleleri aynıdır ve ilk sıcaklıklar 30°C dir.
Kapların içine X,Y ve Z cisimleri atıldıktan sonra meydana gelen sıcaklık değişimi aşağıdakilerden hangisi gibidir? (Cisimlerin öz ısıları Cx> Cz> Cy)

A) 1.Kap > 2.Kap > 3.Kap
B) 2.Kap > 3.Kap > 1.Kap
C) 3.Kap > 2.Kap > 1.Kap
D) 1.Kap > 3.Kap > 2.Kap

Cevabı Görmek İçin Tıklayınız.

Çözüm: Aynı sıcaklıkta Öz ısısı fazla olan maddenin sahip olduğu ısı enerjisi fazladır, Öz ısısı az olan maddenin sahip olduğu ısı enerjisi azdır. Cevap D’dir.

2.Kütle, Sıcaklık ve Isı ilişkisi

Aynı sıcaklıkta bulunan aynı cins maddelerden kütlesi fazla olanın ısı enerjisi fazladır, kütlesi az olanın ısı enerjisi azdır.
Farklı kütleye sahip maddenin sıcaklığını eşit miktarda artırmak için;
1.Kütlesi az olan maddeye daha az ısı enerjisi verilir.
2.Kütlesi fazla olan maddeye daha fazla ısı enerjisi verilir.

Soru 3: İlk sıcaklıkları ve kütleleri şekildeki gibi verilen kaplar özdeş ısıtıcılarla ısıtılmaktadır.

Kaplarda bulunan sular eşit süre ısıtılması sonucu sıcaklıklarını farklı çıkmasının nedeni aşağıdakilerden hangisi ile açıklanır ?
A) Maddelerin öz ısısının farklı olması
B) Maddelerin kütlelerinin farklı olması
C) Verilen ısı miktarının farklı olması
D) Isıtılma sürelerini farklı olması

Cevabı Görmek İçin Tıklayınız.

Çözüm: Bir Maddeye eşit miktarda ısı verildiğinde kütlesi çok olan maddenin sıcaklığı değişimi az olurken kütlesi az olan maddenin sıcaklık değişimi fazla olur.Cevap B’dir.

Deney Yöntemi

Bilimsel bilgiler yapılan deneyler yoluyla elde edilir.
Bir deney yapılırken belli değerler sabit tutularak diğerleri kontrol edilir.
Deney yapılırken Bağımsız değişken, bağımlı değişken ve kontrol değişkeni kullanılır.
Bağımsız Değişken: Deney sırasında değiştirilen değişkenlere bağımsız değişken denir
Araştırılmak istenen özelliğe bağımsız değişkendir.
Araştırma sorusu bağımsız değişkene göre sorulur.
Bağımlı Değişken: Bağımsız değişkenlere bağlı olarak değişen değişkenlere bağımlı değişken adı verilir.
Araştırmada elde edilen sonuç bağımlı değişkendir.
Kontrol Değişkeni: Deney sırasında değeri sabit tutulan değişkenlere kontrol değişkeni denir.
Kontrol değişkeni bazı özelliklerin deney sonucunu etkilememesini sağlar.

Soru 4: Bir Fen Bilimleri öğretmeni aşağıdaki sistemi kurarak deney yapmaktadır.

Deneyde kütleleri ve ilk sıcaklıkları aynı olan su ve zeytin yağını özdeş ısıtıcılarla ısıtıyor.
Belirli bir süre su ve zeytin yağı ısıtıldıktan sonra sıcaklıkları ölçüldüğünde zeytin yağının sıcaklık değişimi sudan fazla olduğu gözlenmektedir.
Bu deney ile ilgili verilen bilgilerden hangisi yanlıştır ?
A) Deneyde kontrol değişkeni madde miktarı, ilk sıcaklık ve verilen ısıdır.
B) Deneyin araştırma sorusu “her maddenin öz ısısı aynı mıdır?”
C) Maddelerin sıcaklık değişimi bağımlı değişkendir.
D) İlk sıcaklık ile son sıcaklık arasındaki fark bağımsız değişkendir.

Cevabı Görmek İçin Tıklayınız.

Cevap D'dir.

Hal Değişimi ve Grafik Yorumlama konu anlatımı için tıklayınız..