klevero

Çok yakında

9. Sınıf Fizik

İç Enerji, Isı ve Sıcaklık İlişkisi (9. Sınıf Fizik)

Enerji · 9. sınıf

Klevi Fen Laboratuvarı · Klevero ekibi · yapay zekâ destekli · Güncellendi:

Kazanımlar

  • FİZ.9.4.1 İç enerjinin ısı ve sıcaklık ile arasındaki ilişki hakkında tümevarımsal akıl yürütebilme
  • FİZ.9.4.2 Isı, öz ısı, ısı sığası ve sıcaklık farkı arasındaki matematiksel modele ilişkin tümevarımsal akıl…
  • FİZ.9.4.3 Hâl değiştirme sıcaklığında bulunan saf bir maddenin hâl değiştirmesi için alınan veya verilen ısı…
  • FİZ.9.4.4 Isıl denge durumu hakkında bilimsel gözlem yapabilme
  • FİZ.9.4.5 Isı aktarım yollarını sınıflayabilme
  • FİZ.9.4.6 Günlük hayattaki deneyimlerinden yola çıkarak katı maddelerdeki ısı iletim hızını etkileyen…

Konu Özeti

Bu konuda maddeyi oluşturan taneciklerin enerjisini, sıcaklığın ne ölçtüğünü ve ısının nasıl aktarıldığını öğreneceksin. İç enerji, sıcaklık ve ısı birbirine karıştırılan kavramlardır, bu nedenle farklarını net bilmek önemlidir. Özısı, hâl değişimi ve ısı yalıtımı gibi günlük hayattaki olayları da bu kavramlarla açıklayabilirsin. Konu boyunca hesaplamalarda birimlere dikkat etmek başarını artıracaktır.

Temel Kavramlar

Maddeyi oluşturan taneciklerin hareket enerjisine kinetik enerji, tanecikler arasındaki etkileşimden doğan enerjiye potansiyel enerji denir. Bu iki enerjinin toplamı iç enerjidir. Sıcaklık ise taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür.

Isı, sıcaklıkları farklı iki cisim arasında sıcaklık farkı nedeniyle aktarılan enerjidir. Cisimlerin içinde ısı depolanmaz; cisimler iç enerjiye sahiptir.

  • Sıcaklık arttıkça taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar.
  • Isı, sıcaklığı yüksek olandan düşük olana kendiliğinden akar.
  • Isı birimi joule (J) veya kalori (cal) olup 1 cal ≈ 4,18 J'dür.
  • Sıcaklık birimi °C ve kelvin (K) olup T(K) = t(°C) + 273 bağıntısıyla çevrilir.
  • Aynı maddede kütle büyükse ve sıcaklık aynıysa tanecik sayısı fazla olacağından iç enerji de büyüktür.
KavramTanımÖlçü aleti / birim
SıcaklıkOrtalama kinetik enerjinin ölçüsüTermometre; °C, K
IsıSıcaklık farkıyla aktarılan enerjiKalorimetre kabı; J, cal
İç enerjiKinetik ve potansiyel enerjilerin toplamıJ

Temel Kavramlar (devamı)

Özısı (c), 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gereken ısıdır ve maddenin ayırt edici özelliğidir. Isı sığası (C) ise bir cismin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gereken ısıdır ve cismin kütlesine bağlıdır.

Q = m · c · ΔT

C = m · c → Q = C · ΔT

Burada Q alınan veya verilen ısıyı, m kütleyi, ΔT sıcaklık değişimini (son − ilk) gösterir. Aşağıdaki grafikte bazı maddelerin yaklaşık özısıları karşılaştırılmıştır.

Bazı maddelerin özısısı
Su en yüksek özısıya sahiptir; alüminyum, demir ve bakırın özısıları daha düşüktür. Değerler yaklaşık alınmıştır.
  • Özısı küçük olan madde aynı ısıyla daha çok ısınır.
  • Özısı, maddenin cinsine bağlıdır; kütleye ve hacme bağlı değildir.
  • Isı sığası ise kütleyle doğru orantılıdır.

Hâl Değişimi Isısı

Saf bir madde hâl değiştirirken (erime, donma, buharlaşma, yoğuşma) sıcaklığı sabit kalır. Alınan veya verilen ısı bu sırada tanecikler arasındaki etkileşimi (potansiyel enerjiyi) değiştirmek için kullanılır, kinetik enerji değişmez.

Q = m · L (L: erime veya buharlaşma ısısı)

Hâl değişimi sırası
Katı ısıtılınca önce sıcaklığı artar, erirken sıcaklık sabit kalır. Sıvı ısıtılınca sıcaklık artar, kaynarken sabit kalır.
  • Erime ısısı ile donma ısısı aynı maddede birbirine eşittir.
  • Buz için erime ısısı yaklaşık 334 J/g (80 cal/g) alınır.
  • Hâl değişimi sırasında Q = m · L, hâl değişimi olmayan bölgede Q = m · c · ΔT kullanılır.

Notun devamı (Klevero uygulamasında)

  • Adım Adım Örnekler
  • Sık Yapılan Hatalar
  • Mini Özet Tablo
  • Kontrol Soruları