9. SınıfFizik
Isıl Denge — Çalışma Sayfası
Kazanımlar, önemli noktalar ve sık yapılan hatalar tek sayfada.
Bu konuda öğrenecekleriniz
- Isıl denge ve denge sıcaklığı kavramlarını tanımlayarak ısı aktarımının sona erdiği durumu açıklar.
- Farklı sıcaklıktaki iki cismin temas ettiğinde sıcaklık değişim yönlerini belirler.
- Isıl denge bağıntısını yazar ve denge sıcaklığını bu bağıntıdan çözer.
- Aynı maddeden cisimlerde denge sıcaklığını kütle ağırlıklı ortalama ile bulur.
- Farklı maddelerin karışımında kütlenin ve öz ısının denge sıcaklığına etkisini açıklar.
- Isıl denge koşulunda alınan ve verilen ısının eşitliğinden enerjinin korunumunu çıkarır.
- Günlük hayattaki dengeleme olaylarını gözlem ve deney sonuçlarıyla ilişkilendirir.
Önemli noktalar
- Isı, sıcaklığı yüksek cisimden düşük olana doğru daima aktarılır.
- Isıl dengede cisimlerin sıcaklıkları birbirine eşit olur.
- Denge sıcaklığı iki cismin başlangıç sıcaklıkları arasında bir değerdir.
- Denge koşulunda sıcak cismin verdiği ısı ile soğuk cismin aldığı ısı eşittir.
- Aynı maddeden cisimlerde denge sıcaklığı kütle ağırlıklı ortalamadır.
- Isı sığası büyük olan cisim daha az sıcaklık değişimi gösterir.
- Isıl dengede toplam enerji korunur, ısı kaybolmaz.
- Ölçüm aleti ölçülen cisimle dengelenmeden doğru değer vermez.
Formüller ve kurallar
- Isıl denge bağıntısı: m₁ · c₁ · ΔT₁ = m₂ · c₂ · ΔT₂
- Verilen ısı: Q₁ = m₁ · c₁ · (T₁ - T_denge)
- Alınan ısı: Q₂ = m₂ · c₂ · (T_denge - T₂)
- Aynı madde için denge sıcaklığı: T_denge = (m₁·T₁ + m₂·T₂) / (m₁ + m₂)
- Isı sığası: C = m · c; birimi J/K
- Sıcaklık farkı: ΔT₁ = T₁ - T_denge, ΔT₂ = T_denge - T₂
- Enerji korunumu (kapalı sistem): Q_alınan = Q_verilen
- Suyun öz ısısı: 1 kcal/(kg·°C); demirin öz ısısı: 0,1 kcal/(kg·°C)
Sık yapılan hatalar
- Farklı maddelerde sıcaklıkların aritmetik ortalamasını almak Aritmetik ortalama yalnızca iki cismin ısı sığasıları eşit olduğunda doğru sonucu verir. Su ile demir gibi farklı maddelerde suyun ısı sığası çok büyük olduğu için denge sıcaklığı sıcaklıkların ortalamasından belirgin biçimde farklı çıkar.
- Sıcak cismin sıcaklık farkını yanlış yönde hesaplamak Sıcak cisim soğuduğu için farkı başlangıç sıcaklığından denge sıcaklığı çıkararak bulmak gerekir. Bu yön yanlış seçilirse denklemde işaret hatası yapılır ve denge sıcaklığı başlangıç sıcaklıkları dışına çıkar.
- Isıl dengede hâlâ ısı aktarımı sürdüğünü düşünmek Dengede sıcaklık farkı sıfırdır ve ısı aktarımı sona ermiştir. Bu nedenle iki cisim arasında net bir ısı alışverişi yoktur, hatta cisimler arasındaki sıcaklık farkı hesaplanırken de sıfır kabul edilir.
- Gramlı kütle ile gram cinsinden öz ısıyı karıştırmak Öz ısının birimi ve kütlenin birimi birlikte seçilmelidir. Gram ile öz ısının gram cinsinden değeri kullanılmalı, kilogram ile öz ısının kilogram cinsinden değeri kullanılmalıdır; aksi hâlde sonuç binlerce kat hatalı çıkar.
- Alınan ısı ile verilen ısının eşitliğini göz ardı etmek Isıl denge sorularının tamamı bu eşitliğe dayanır. Verilen ısının alınan ısıya eşit olmadığı bir hesap denge koşulunu sağlamaz ve sonuç fiziksel olarak anlamsız olur.
- Ölçüm aletinin dengelenmesini beklemeden okumak Termometre veya benzeri aletler cisimle dengeye ulaşmadan okunan değer değişkendir. Ölçümün güvenilir olması için ölçüm aletinin ölçülen ortamla dengelenene kadar bekletilmesi gerekir.
Hızlı tekrar ipuçları
- Denge sıcaklığı sorusunda önce hangi cismin ısı verdiğini hangisinin aldığını belirle.
- Sıcak cismin sıcaklık farkı başlangıç sıcaklığından, soğuk cisminki denge sıcaklığından hesaplanır.
- Aynı maddeden cisimlerde kütle ağırlıklı ortalama kullanmak çok hızlı sonuç verir.
- Farklı maddelerde sıcaklıkların basit ortalamasını alma, ısı sığası farkını hesaba kat.
- Gramlı kütle ile gram cinsinden öz ısı kullanıyorsan kalorili, kilogramlı kütle ile joule kullanıyorsan tutarlı bir birim seç.
- Karışımın sıcaklığını bulduktan sonra bunun başlangıç sıcaklıkları arasında olduğunu doğrula.
- Bir ısı sığasının çok büyük olması, cismin sıcaklığının çok yavaş değişeceği anlamına gelir.
Kendini dene
Bu sayfayı okuduktan sonra Isıl Denge konusunun çözümlü sorularını çöz.