Examkin

Soru

Zorluk: OrtaIsıl Denge ve Denge Sıcaklığı

Bir bilgisayarın kapalı devre sıvı soğutma sisteminde, işlemciyi (CPU) soğutarak sıcaklığı 70 ∘C70\ ^\circ\text{C}'ye ulaşan özel sıvı, radyatördeki 30 ∘C30\ ^\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?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. I ve IICevap
  4. D
    I ve III
  5. E
    I, II ve III

Cevap

Bakır boruların aldığı ısı miktarının sıvının verdiği ısı miktarına eşit olduğunu ve son durumda sıcaklıklarının birbirine eşitlendiğini belirten 'I ve II' yargıları doğrudur.
Dış ortamdan yalıtılmış bir sistemde ısı alışverişi yapan maddelerin aldıkları ve verdikleri ısı miktarları enerjinin korunumu gereği eşittir. Isı akışı, maddelerin sıcaklıkları eşitlenene kadar devam eder ve ısıl denge sağlandığında son sıcaklıklar eşit olur. Maddelerin kendilerine ait bir ısı değerinden söz edilemeyeceğinden ısıların eşitlenmesi söz konusu olamaz.

Adım Adım Çözüm

1
Isı alışverişi ve enerjinin korunumu prensibini uygulayın.
Sistem dış ortamdan yalıtılmış olduğundan, bakır boruların aldığı ısı miktarı (QalınanQ_{\text{alınan}}), sıvının verdiği ısı miktarına (QverilenQ_{\text{verilen}}) büyüklükçe eşit olmalıdır. Bu durum birinci yargının doğru olduğunu gösterir.
Yalıtılmış sistemlerde toplam enerji korunur.
2
Isıl denge şartını tanımlayın.
İki veya daha fazla madde arasında ısı alışverişi bittiğinde ısıl denge kurulur. Isıl dengenin temel şartı maddelerin son sıcaklıklarının birbirine eşit olmasıdır (Tsıvı=Tbakır=TdengeT_{\text{sıvı}} = T_{\text{bakır}} = T_{\text{denge}}). Bu durum ikinci yargının doğru olduğunu gösterir.
Isı akışı sıcaklık farkı nedeniyle gerçekleşir ve sıcaklıklar eşitlendiğinde durur.
3
Isı kavramının fiziksel tanımını inceleyin.
Isı, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir. Maddelerin tek başlarına sahip oldukları bir 'ısı' değeri yoktur, bu nedenle 'maddenin ısısı' ifadesi fiziksel olarak hatalıdır. Dolayısıyla üçüncü yargı yanlıştır.
Isı bir sistemin durum fonksiyonu veya depoladığı bir enerji türü değildir.

Anahtar Kavram

Isıl denge durumunda sistemdeki maddelerin sıcaklıkları eşitlenir; yalıtılmış bir ortamda alınan ısı miktarı verilen ısı miktarına eşittir ancak bir maddenin 'ısısı' diye bir kavram tanımlanamaz.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla

Konular

Isıl Denge ve Denge Sıcaklığı

Bu konudan daha fazla soru