Examkin

Soru

Zorluk: OrtaIsıl Denge ve Denge Sıcaklığı

Isıca yalıtılmış bir kapta bulunan 40 ∘C40\ ^\circ\text{C} sıcaklıktaki K sıvısının içerisine, başlangıç sıcaklığı 80 ∘C80\ ^\circ\text{C} olan L sıvısı ekleniyor. Hal değişimi gerçekleştirmeyen ve sadece kendi aralarında ısı alışverişi yapan sıvılar ısıl dengeye ulaştığında denge sıcaklığının 50 ∘C50\ ^\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?

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

Cevap

Isıl denge durumunda s��vıların sıcaklıklarının eşitleneceğini belirten birinci yargı ile K sıvısının ısı sığasının L sıvısınınkinden büyük olduğunu gösteren üçüncü yargı doğrudur.
Isıl denge durumunda tüm maddelerin sıcaklıkları eşitleneceğinden birinci yargı doğrudur. Isıca yalıtılmış kapta alınan ve verilen ısıların eşitliği (Qalınan=QverilenQ_{\text{alınan}} = Q_{\text{verilen}}) yazıldığında, K sıvısının sıcaklık değişimi 10 ∘C10\ ^\circ\text{C}, L sıvısınınki ise 30 ∘C30\ ^\circ\text{C} olur. Isı sığası denklemiyle CK⋅10=CL⋅30C_K \cdot 10 = C_L \cdot 30 bağıntısından K sıvısının ısı sığasının L sıvısınınkinden büyük olduğu bulunur ve üçüncü yargı doğrulanır. Maddelerin tek başına ısılarından bahsedilemeyeceği için ikinci yargı yanlıştır. Bu nedenle birinci ve üçüncü yargıları barındıran seçenek doğru cevaptır.

Adım Adım Çözüm

1
Isıl dengenin temel tanımını uygulayın.
Isıl dengeye ulaşan sistemlerdeki tüm maddelerin son sıcaklıkları birbirine eşit olur. Bu durumda K ve L sıvılarının denge sıcaklığı 50 ∘C50\ ^\circ\text{C} olacaktır. Dolayısıyla birinci yargı doğrudur.
Isıl denge, temas halindeki sistemler arasında ısı alışverişinin durduğu ve sıcaklıkların eşitlendiği durumdur.
2
Isı kavramının fiziksel tanımını analiz edin.
Isı, maddeler arasında sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir. Bir maddenin tek başına sahip olduğu bir 'ısı' değeri tanımlanamaz. Dolayısıyla sıvıların denge durumunda ısılarının eşitleneceğini iddia eden ikinci yargı kavramsal olarak yanlıştır.
Maddelerin iç enerjisi vardır ancak 'ısısı' diye bir niceliği yoktur; ısı sadece transfer sürecinde anlam kazanır.
3
Isı korunumu yasasını kullanarak ısı sığaları ilişkisini kurun.
Isıca yalıtılmış kapta alınan ısı verilen ısıya eşittir (Qalınan=QverilenQ_{\text{alınan}} = Q_{\text{verilen}}). Sıcaklık değişim formülü Q=C⋅ΔTQ = C \cdot \Delta T (burada C=m⋅cC = m \cdot c ısı sığasıdır) kullanılarak denklem kurulursa: CK⋅(50−40)=CL⋅(80−50)⇒10⋅CK=30⋅CL⇒CK=3⋅CLC_K \cdot (50 - 40) = C_L \cdot (80 - 50) \Rightarrow 10 \cdot C_K = 30 \cdot C_L \Rightarrow C_K = 3 \cdot C_L bulunur. Buradan K sıvısının ısı sığasının L sıvısınınkinden büyük olduğu anlaşılır. Dolayısıyla üçüncü yargı doğrudur.
Yalıtılmış sistemde enerji korunumu gereği sıcaklığı artan maddenin aldığı ısı, sıcaklığı azalan maddenin verdiği ısıya eşittir.

Anahtar Kavram

Isıl denge durumunda sıcaklıkların eşitlenmesi ve ısı alışverişi denklemi yardımıyla ısı sığalarının karşılaştırılması
Tahmini Süre:1m 40s
Bu soruyu puanla

Konular

Isıl Denge ve Denge Sıcaklığı

Bu konudan daha fazla soru