Isı ve Sıcaklık

Termodinamik süreçlerde yer alan ısı, sıcaklık, iç enerji ve mutlak sıfır kavramları ile bu kavramların fiziksel tanımları aşağıda verilmiştir. Sol sütundaki kavramları sağ sütundaki en doğru bilimsel tanımlarla eşleştiriniz.

Bir döküm atölyesinde çalışan bir usta, fırından yeni çıkardığı sıcak bir demir blok ile ilgili şu gözlemleri yapıyor:

I. Demire doğrudan dokundurulan metal maşanın diğer ucunun bir süre sonra tutulamayacak kadar ısınması,
II. Demir bloğun üzerindeki hava tabakasının genleşip yükselmesiyle yukarıdaki fırın kapağının ısınması,
III. Demir bloğa yaklaşan bir elin, temas etmediği hâlde bloğun karşısından sıcaklığı hissetmesi.

Buna göre; I, II ve III numaralı gözlemlerde gerçekleşen ısı enerjisinin en baskın iletim yolları aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

Isıca yalıtılmış bir termos bardağın iç kısmı boşken sıcakl��ğı $20\ ^\circ\text{C}$'dir. Bu bardağa $80\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıkta bir miktar çay döküldüğünde çay ve bardağın denge sıcaklığı $60\ ^\circ\text{C}$ oluyor. Ardından bu sisteme, ilk sıcaklığı $20\ ^\circ\text{C}$ olan metal bir kaşık bırakılıyor ve sistemin son denge sıcaklığı $50\ ^\circ\text{C}$ olarak ölçülüyor.

Hal değişimi gerçekleşmediğine ve çevreyle ısı alışverişi olmadığına göre;

I. Bardağın ısı sığası, metal kaşığın ısı sığasına eşittir.
II. Son denge durumunda metal kaşık ile çayın ısıları birbirine eşittir.
III. Kaşığın çay ve bardaktan aldığı toplam ısı enerjisi miktarı, çayın ilk süreçte bardağa verdiği ısı enerjisi miktarından azdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Sabit ısı veren bir kaynakla ısıtılan saf bir katı maddenin sıcaklık-zaman grafiği incelenmektedir. Bu ısıtma sürecinde gerçekleşen aşağıdaki olayları, ilk gerçekleşenden son gerçekleşene doğru kronolojik olarak sıralayınız.

Isıca yalıtılmış bir ortamda, başlangıç sıcaklıkları sırasıyla $60\ ^\circ\text{C}$ ve $20\ ^\circ\text{C}$ olan K ve L metal blokları birbirine temas ettirilerek ısıl dengeye ulaşmaları bekleniyor. Bu süreçte ve ısıl denge durumunda gerçekleşen olaylarla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Bir sporcu, antrenman sonrasında içmek amacıyla ısı yalıtımlı matarasının içerisine $70\ ^\circ\text{C}$ sıcakl��ktaki bir miktar sıcak su ile $10\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki bir miktar soğuk suyu karıştırıp mataranın kapağını kapatıyor. Matara içindeki suların kendi aralarında ısı alışverişi yaparak ısıl dengeye ulaştığı bilindiğine göre, bu süreç ve son durum ile ilgili;

I. Sıcak sudan soğuk suya doğru ısı enerjisi aktarılmıştır.
II. Karışımın denge sıcaklığı $10\ ^\circ\text{C}$ ile $70\ ^\circ\text{C}$ değerleri arasında bir değere sahip olur.
III. Isıl denge sağlandığında suların içerdikleri ısı enerjileri birbirine eşitlenir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Uzun süre aynı odada bekletilmiş ve ısıl dengeye ulaşmış bir sıranın metal ayağına ve ahşap tablasına dokunulduğunda, metal ayağın daha so��uk hissedilmesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

İlk boyları ve sıcakl��kları eşit olan farklı türdeki iki metal çubuğun sıcaklıkları eşit miktarda artırıldığında, boyca genleşme katsayısı daha büyük olan çubuğun son boyu diğerininkinden daha uzun olur.

Isıca yalıtılmış bir bardağın içinde $0\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıkta su-buz karışımı ısıl dengededir. Bu bardağın içerisine, ilk sıcaklığı $80\ ^\circ\text{C}$ olan metal bir bilye yavaşça bırakılıyor. Isıl denge sağlandığında bardakta hâlâ bir miktar buz olduğu ve dışarıya sıvı taşmadığı gözlemleniyor.

Buna göre, sistem yeniden ısıl dengeye ulaştığında;

I. Metal bilyenin son sıcaklığı $0\ ^\circ\text{C}$ olur.
II. Metal bilyenin verdiği ısı miktarı, eriyen buzun erimesi için aldığı ısı miktarına eşittir.
III. Son durumda metal bilye ile bardaktaki suyun ��sıları birbirine eşit olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Oda sıcaklığında ($20^\circ\text{C}$) metal bir $K$ halkasının içinden geçemeyen metal bir $L$ küresi, her iki cisim de buza konulup sıcaklıkları $0^\circ\text{C}$'ye düşürüldüğünde halkanın içinden geçebilmektedir. Cisimlerin yapıldığı metallerin boyca genleşme katsayıları sırasıyla $\alpha_K$ ve $\alpha_L$ olduğuna göre, bu katsayılar arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisidir?

Isıca yalıtılmış bir kapta bulunan $40\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki K sıvısının içerisine, başlangıç sıcaklığı $80\ ^\circ\text{C}$ olan L sıvısı ekleniyor. Hal değişimi gerçekleştirmeyen ve sadece kendi aralarında ısı alışverişi yapan sıvılar ısıl dengeye ulaştığında denge sıcaklığının $50\ ^\circ\text{C}$ olduğu gözleniyor.

Buna göre, sıvılarla ilgili;

I. Isıl denge durumunda K ve L sıvılarının sıcaklıkları eşit olur.
II. Isıl dengeye ulaşıldığında sıvıların ısıları birbirine eşit olur.
III. K sıvısının ısı sığası, L sıvıs��nın ısı sığasından büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Çay ve kahve gibi sıcak içecekleri sulandırmadan soğutmak amacıyla paslanmaz çelikten üretilen metal buz küpleri kullanılabilmektedir.

Dış ortamdan tamamen yalıtılmış bir kupada bulunan $80\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki $90\text{ g}$ filtre kahvenin içine, dondurucudan çıkarılmış $0\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki $100\text{ g}$ kütleli paslanmaz çelik küpler bırakılıyor.

Filtre kahvenin öz ısısı $1\text{ cal/g}^\circ\text{C}$, paslanmaz çeliğin öz ısısı ise $0{}1\text{ cal/g}^\circ\text{C}$ olduğuna göre, sistem ısıl dengeye ulaştığında;

I. Kahvenin çelik küplere verdiği ısı miktarı, çelik küplerin aldığı ısı miktarına eşittir.
II. Karışımın denge sıcaklığı $72\ ^\circ\text{C}$ olur.
III. Kahvenin ve çelik küplerin ısıları birbirine eşit olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Aşağıda verilen günlük hayattaki ısı aktar��mı senaryolarını, bu senaryolarda baskın olan ısı iletim yolları ile doğru şekilde eşleştiriniz.

Bir aşçı, yemek hazırlarken ocağın üzerinde duran sıcaklığı $80\ ^\circ\text{C}$ olan bakır bir kaşığı kazara oda sıcaklığındaki ($20\ ^\circ\text{C}$) su dolu geniş bir kasenin içine dü��ürüyor. Kase ve içindeki suyun dış ortamdan ısıca yalıtılmış olduğu varsayılıyor.

Buna göre, kaşık ve su ısıl dengeye ulaştığında;

I. Bakır kaşık ve suyun son sıcaklıkları birbirine eşit olur.
II. Bakır kaşık ve suyun ısıları birbirine eşit olur.
III. Bakır kaşığın verdiği ısı miktarı, suyun aldığı ısı miktarına eşittir.

yargılarından hangileri doğrudur? (Hâl değişimi gerçekleşmemektedir.)

Aynı homojen metal levhadan kesilmiş, aynı sıcaklıktaki dairesel bir halka ile içi dolu dairesel levhadan dairesel levhanın yarıçapı, halkanın dış yarıçapına eşittir. Bu iki cismin sıcaklığı eşit miktarda artırıldığında, halkanın et kalınlığı (dış ve iç yarıçapları arasındaki fark) artarken, halkanın içindeki boşluğun alanının içi dolu dairesel levhanın alanına oranı değişmez.

Isıca yalıtılmış bir ortamda, başlangıç sıcaklıkları farklı olan K ve L katı cisimleri birbirine temas ettirilerek ısıl dengeye ulaşmaları sağlanıyor.

Buna göre, cisimler ısıl dengeye ulaştığında;

I. Son sıcaklıkları birbirine eşit olur.
II. Isıları birbirine eşit olur.
III. İç enerjilerindeki değişimlerin büyüklükleri birbirine eşit olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Bir bilgisayarın kapalı devre sıvı soğutma sisteminde, işlemciyi (CPU) soğutarak sıcaklığı $70\ ^\circ\text{C}$'ye ulaşan özel sıvı, radyatördeki $30\ ^\circ\text{C}$ sıcaklıktaki bakır boruların içine giriyor. Sıvı ve bakır boruların dış ortamdan yalıtılmış olduğu kabul edilen bu sistemde, ısıl dengeye ulaşıncaya kadar geçen sürede ve ısıl denge sağlandığı anda gerçekleşen fiziksel durumlarla ilgili;

I. Bakır boruların aldığı ısı miktarı, sıvının verdiği ısı miktarına eşittir.
II. Isıl denge sağlandığında bakır boruların sıcaklığı ile sıvının sıcaklığı birbirine eşit olur.
III. Isıl denge sağlandığında bakır boruların ısısı ile sıvının ısısı birbirine eşit olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Havası tamamen boşaltılabilen cam bir fanusun merkezine, sıcaklığı $80^\circ\text{C}$ olan metal bir küre asılıyor. Fanusun bulunduğu dış ortamın sıcaklığı ise $20^\circ\text{C}$'de sabit tutulmaktadır.

Buna göre, metal kürenin soğuma süreciyle ilgili;

I. Fanusun içindeki hava tamamen boşaltılırsa küreden dış ortama ısı aktarımı gerçekleşmez.
II. Fanusun içinde hava varken küreden havaya ısı aktarımında en etkili yol konveksiyondur.
III. Kürenin dış yüzeyi mat siyah bir boyayla kaplanırsa, birim zamanda ışıma yoluyla yayacağı ısı enerjisi miktarı artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Bir televizyon kanalındaki hava durumu sunucusu, "Bugün Ankara'da hava sıcaklığı $15\ ^\circ\text{C}$ olarak ölçüldü. Yarın ise hava sıcaklığının iki katına çıkarak $30\ ^\circ\text{C}$ olacağı tahmin ediliyor." açıklamasını yapmıştır.

Buna göre, sunucunun bu ifadesiyle ilgili aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

Isı enerjisinin iletim yolları ile ilgili verilen aşağıdaki günlük hayat ve doğa olaylarını, bu olaylarda baskın olan ısı aktarım mekanizmalarıyla doğru şekilde eşleştiriniz.