Question

Difficulty: MediumTermometreler ve Sıcaklık Ölçekleri

Bir okulun fizik laboratuvarındaki farklı odaların sıcaklıkları sırasıyla aşağıdaki gibi ölçülmüştür:

OdaÖlçülen Sıcaklık
A odası20C20^\circ\text{C}
B odası40C40^\circ\text{C}
C odası300 K300\text{ K}

Laboratuvardaki bu ölçümlerle ilgili olarak,

I. B odasındaki havanın sıcaklığı, A odasındaki havanın sıcaklığının iki katıdır.
II. C odasındaki havanın ortalama kinetik enerjisi, A odasındaki havanın ortalama kinetik enerjisinden daha büyüktür.
III. Fiziksel olarak Celsius ölçeğinde negatif değerler (örneğin 10C-10^\circ\text{C}) ölçülebilirken, Kelvin ölçeğinde negatif bir sıcaklık değeri (örneğin 10 K-10\text{ K}) tanımlanamaz.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. C
    I ve II
  4. II ve IIIAnswer
  5. E
    I, II ve III

Answer

II ve III
İkinci ve üçüncü yargıları içeren seçenek doğrudur. Çünkü sıcaklık katları Celsius ölçeğinde doğrudan çarpılamaz; mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin kullanılmalıdır. Dolayısıyla 40C40^\circ\text{C} sıcaklık, 20C20^\circ\text{C} sıcaklığın iki katı değildir. Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla (Kelvin) doğru orantılıdır. 300 K300\text{ K}, 20C20^\circ\text{C} (293 K293\text{ K}) sıcaklığından büyük olduğu için C odasındaki havanın ortalama kinetik enerjisi daha büyüktür. Ayrıca Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır (0 K0\text{ K}) teorik olarak ulaşılabilecek en düşük sıcaklık sınırıdır ve negatif Kelvin değerleri tanımlanamaz.

Step-by-Step Solution

1
Celsius sıcaklık değerlerini Kelvin ölçeğine dönüştürerek oda sıcaklıklarını mutlak sıcaklık cinsinden yazın.
TA=20C+273=293 KT_A = 20^\circ\text{C} + 273 = 293\text{ K}, TB=40C+273=313 KT_B = 40^\circ\text{C} + 273 = 313\text{ K} ve TC=300 KT_C = 300\text{ K} olarak bulunur.
Sıcaklıklar arasındaki oran ve ortalama kinetik enerji karşılaştırmaları yalnızca mutlak sıcaklık birimi (Kelvin) kullanılarak yapılabilir.
2
Birinci yargıyı (sıcaklık kat ilişkisini) değerlendirin.
TB/TA=313/293107T_B / T_A = 313 / 293 \approx 1{}07 katıdır. Dolayısıyla iki katı değildir.
Celsius dereceleri üzerinden doğrudan oranlama yapmak hatalıdır; kat ilişkisi mutlak sıcaklık cinsinden kurulmalıdır.
3
İkinci yarg��yı (ortalama kinetik enerji) değerlendirin.
TC=300 K>TA=293 KT_C = 300\text{ K} > T_A = 293\text{ K} olduğu için C odasındaki havanın ortalama kinetik enerjisi A odasındakinden büyüktür.
Maddelerin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi mutlak sıcaklıkla (Kelvin) doğru orantılıdır.
4
Üçüncü yargıyı (negatif sıcaklık limitleri ve mutlak sıfır) değerlendirin.
Kelvin ölçeğinde negatif sıcaklıklar fiziksel olarak tanımlanamazken, Celsius ölçeğinde sıfırın altındaki sıcaklıklar negatif olarak ifade edilebilir.
Kelvin ölçeğinin başlangıç noktası (0 K0\text{ K}), moleküllerin hareketinin teorik olarak tamamen durduğu mutlak sıfır noktasıdır ve bu değerin altına inilemez.

Key Concept

Termometreler, Sıcaklık Ölçekleri ve Mutlak Sıcaklık İlişkisi
Rate this question