Termometreler ve Sıcaklık Ölçekleri Alıştırma Soruları — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi)

Soru 1Soru →

Bir fizik laboratuvarında hassas ölçümler yapmak isteyen bir araştırmacı, suyun donma noktasını $10^\circ X$ , kaynama noktasını ise $110^\circ X$ olarak g��steren özgün bir $X$ sıcaklık ölçeği tasarlıyor. Bu laboratuvardaki oda sıcaklığı $X$ termometresi ile $37^\circ X$ olarak ölçülüyor. Laboratuvarın sıcaklığı iki katına çıkarıldığında, aynı $X$ termometresinin göstereceği değer kaç $\circ X$ olur? (Suyun donma noktası $0^\circ C$ , kaynama noktası $100^\circ C$ ve $0^\circ C = 273\text{ K}$ olarak alınacaktır.)

74

64

337

317

347

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 337

Cevap

337

Sıcaklığın fiziksel olarak iki katına çıkması, tanım gereği mutlak sıcaklığın (Kelvin cinsinden) iki katına çıkması demektir.

X

ölçeğindeki

37^\circ X

sıcaklığı öncelikle Celsius ölçeğine çevrildiğinde

27^\circ C

, buradan da Kelvin ölçeğine çevrildiğinde

300\text{ K}

bulunur. Sıcaklık iki katına çıkarıldığında yeni sıcaklık

600\text{ K}

olur. Bu değer Celsius ölçeğinde

327^\circ C

ve son olarak

X

ölçeğinde

337^\circ X

değerine karşılık gelir. Dolayısıyla 337 değerini gösteren seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

İlk sıcaklığın Celsius ölçeğindeki karşılığını bulmak için dönüşüm formülü kurulur.

C_1 = X_1 - 10 = 37 - 10 = 27^\circ C

Celsius ve

X

ölçeklerinin donma ve kaynama noktaları arasındaki ilişkiyi belirlemek için.

2

Bulunan Celsius sıcaklığı, mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin'e dönüştürülür.

T_1 = C_1 + 273 = 27 + 273 = 300\text{ K}

Sıcaklık katları ancak mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin üzerinden hesaplanabilir.

3

Sıcaklık iki katına çıkarıl��r.

T_2 = 2 \times T_1 = 2 \times 300 = 600\text{ K}

Soruda sıcaklığın iki katına çıkarıldığı belirtilmiştir.

4

Yeni mutlak sıcaklık tekrar Celsius ölçeğine dönüştürülür.

C_2 = T_2 - 273 = 600 - 273 = 327^\circ C

Celsius derecesinden

X

ölçeğine geçiş yapabilmek için.

5

Bulunan yeni Celsius sıcaklığı

X

ölçeğindeki değerine dönüştürülür.

X_2 = C_2 + 10 = 327 + 10 = 337^\circ X

X

termometresinin göstereceği son değeri bulmak için.

Anahtar Kavram

Sıcaklık ölçekleri arasındaki dönüşümler ve mutlak sıcaklık (Kelvin) kavramı.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 2Soru →

Bir laboratuvarda gerçekleştirilen deneyde, kapalı bir kaptaki gazın sıcaklığı $27^\circ\text{C}$ 'den $127^\circ\text{C}$ 'ye çıkarılmıştır.

Buna göre, gazın son sıcaklığı ilk sıcaklığının kaç katıdır?

\frac{127}{27}

\frac{4}{3}

\frac{3}{4}

\frac{27}{127}

\frac{5}{3}

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $\frac{4}{3}$

Cevap

Gazın son sıcaklığı ilk sıcaklığının

\frac{4}{3}

katıdır.

Fizikte sıcaklıklar arasındaki kat ve oran ilişkileri yalnızca mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin ölçeğine göre hesaplanabilir. İlk sıcaklık olan

27^\circ\text{C}

değeri

27 + 273 = 300\text{ K}

değerine, son sıcaklık olan

127^\circ\text{C}

değeri ise

127 + 273 = 400\text{ K}

değerine karşılık gelir. Bu durumda son sıcaklığın ilk sıcaklığa oranı

\frac{400}{300} = \frac{4}{3}

olur.

Adım Adım Çözüm

1

İlk sıcaklık değerini Celsius'tan Kelvin ölçeğine dönüştürün.

T_1 = 27 + 273 = 300\text{ K}

Fizikte sıcaklıklar arasındaki kat ve oran ilişkileri yalnızca mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin ölçeğine göre hesaplanabilir.

2

Son sıcaklık değerini Celsius'tan Kelvin ölçeğine dönüştürün.

T_2 = 127 + 273 = 400\text{ K}

Oranlama işleminin yapılabilmesi için her iki sıcaklığın da mutlak sıcaklık birimi cinsinden ifade edilmesi gerekir.

3

Son sıcaklığı ilk sıcaklığa oranlayarak kat ilişkisini bulun.

\frac{T_2}{T_1} = \frac{400\text{ K}}{300\text{ K}} = \frac{4}{3}

İstenen kat oranını bulmak için son durumdaki mutlak sıcaklık değeri ilk durumdakine bölünür.

Anahtar Kavram

Sıcaklık ölçeklerinde kat ve oran hesaplamaları mutlak sıcaklık ölçeği (Kelvin) üzerinden yapılmalıdır.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 3Soru →

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

Oda	Ölçülen Sıcaklık
A odası	$20^\circ\text{C}$
B odası	$40^\circ\text{C}$
C odası	$300\text{ K}$

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 $-10^\circ\text{C}$ ) ölçülebilirken, Kelvin ölçeğinde negatif bir sıcaklık değeri (örneğin $-10\text{ K}$ ) tanımlanamaz.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: II ve III

Cevap

II ve III

İkinci ve üçüncü yargıları içeren seçenek doğrudur. Çünkü sıcaklık katları Celsius ölçeğinde doğrudan çarpılamaz; mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin kullanılmalıdır. Dolayısıyla

40^\circ\text{C}

sıcaklık,

20^\circ\text{C}

sıcaklığın iki katı değildir. Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla (Kelvin) doğru orantılıdır.

300\text{ K}

,

20^\circ\text{C}

(

293\text{ K}

) sıcaklığından büyük olduğu için C odasındaki havanın ortalama kinetik enerjisi daha büyüktür. Ayrıca Kelvin ölçeğinde mutlak sıfır (

0\text{ K}

) teorik olarak ulaşılabilecek en düşük sıcaklık sınırıdır ve negatif Kelvin değerleri tanımlanamaz.

Adım Adım Çözüm

1

Celsius sıcaklık değerlerini Kelvin ölçeğine dönüştürerek oda sıcaklıklarını mutlak sıcaklık cinsinden yazın.

T_A = 20^\circ\text{C} + 273 = 293\text{ K}

,

T_B = 40^\circ\text{C} + 273 = 313\text{ K}

ve

T_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.

T_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.

T_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\text{ K}

), moleküllerin hareketinin teorik olarak tamamen durduğu mutlak sıfır noktasıdır ve bu değerin altına inilemez.

Anahtar Kavram

Termometreler, Sıcaklık Ölçekleri ve Mutlak Sıcaklık İlişkisi

Soru 4Soru →

Bir dağcılık kulübü, kış kampında çadır içi sıcaklığı $-3^\circ\text{C}$ olarak ölçmüştür. Kamp lideri, çadırdaki ısıtıcıyı çalıştırdıktan sonra çadır içi sıcaklığın mutlak sıcaklık ölçeğine göre $\%10$ oranında arttığını belirtmiştir.

Buna göre, ısıtıcı çalıştırıldıktan sonra çadır içindeki son sıcaklık kaç $^\circ\text{C}$ 'dir?

-2,7

7

24

27

297

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 24

Cevap

Son sıcaklık

24^\circ\text{C}

'dir.

Mutlak sıcaklık ölçeği Kelvin'dir.

-3^\circ\text{C}

sıcaklığı

270\text{ K}

değerine eşittir. Bu değer

\%10

artırıldığında yeni sıcaklık

297\text{ K}

olur. Sonucun Celsius cinsinden karşılığı ise

24^\circ\text{C}

olarak bulunur. Bu nedenle son sıcaklığı

24

olarak belirten seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

İlk sıcaklığı Kelvin ölçeğine dönüştürün.

T_1(K) = -3 + 273 = 270\text{ K}

Sıcaklık oranları ve yüzdesel değişimler yalnızca mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin ölçeğinde geçerlidir.

2

Kelvin ölçeğindeki %10'luk artış miktarını ve son Kelvin sıcaklığını bulun.

Artış miktarı

\Delta T = 270 \times \%10 = 27\text{ K}

, son sıcaklık

T_2(K) = 270 + 27 = 297\text{ K}

Sıcaklığın Kelvin cinsinden değeri %10 oranında artırılmaktadır.

3

Son sıcaklığı Celsius ölçeğine geri dönüştürün.

T_2(^\circ\text{C}) = 297 - 273 = 24^\circ\text{C}

Soruda son sıcaklığın kaç

^\circ\text{C}

olduğu sorulmaktadır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık ölçeklerinde oranlama ve yüzdesel değişim işlemleri Celsius yerine her zaman mutlak sıcaklık ölçeği olan Kelvin cinsinden yapılmalıdır.

Soru 5Soru →

Sıcaklık kavramı, sıcaklık ölçekleri ve termometrelerin çalışma prensipleri üzerine araştırma yapan bir lise öğrencisi, hazırladığı proje raporuna şu açıklamaları eklemiştir:

I. Termometreyle ölçülen sıcaklık, uluslararası birim sisteminde (SI) temel ve skaler bir büyüklüktür.
II. Sıvılı bir termometrenin sıcaklık değişimlerine karşı duyarlılığını (hassasiyetini) artırmak için termometrenin hazne hacmi artırılmalı ve kılcal borusunun kesit alanı küçültülmelidir.
III. Sıcaklığı $10^\circ\text{C}$ olan bir odanın sıcaklığı $20^\circ\text{C}$ 'ye çıkarıldığında, odadaki moleküllerin ortalama kinetik enerjisi iki katına çıkmış olur.

Buna göre, öğrencinin raporundaki bu açıklamalardan hangileri doğrudur?

Yalnız I

Yalnız II

I ve II

I ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

I ve II ifadeleri doğrudur

Sıcaklık, SI birim sisteminde temel ve skaler bir büyüklüktür. Sıvılı termometrelerin duyarlılığını artırmak için hazne hacminin büyük, boru kesitinin küçük olması gerekir. Celsius ölçeğindeki

20^\circ\text{C}

sıcaklık,

10^\circ\text{C}

sıcaklığın iki katı değildir çünkü mutlak sıfırdan başlamaz. Bu nedenle doğru olan ifadeler birinci ve ikinci açıklamalardır.

Adım Adım Çözüm

1

Sıcaklık büyüklüğünün SI birim sistemindeki yerini ve yön özelliğini analiz etmek.

Sıcaklık temel bir büyüklüktür ve yönü olmad��ğı için skalerdir. Birinci öncül doğrudur.

Sıcaklığın temel fiziksel özelliklerini belirlemek.

2

Sıvıl�� termometrelerin duyarlılığını etkileyen faktörleri değerlendirmek.

Duyarlılık, sıcaklık değişimi başına borudaki sıvı seviyesinin yükselme miktarıdır. Hazne hacmi (V) büyük olduğunda genleşen sıvı hacmi fazla olur; boru kesit alanı (S) küçük olduğunda dar boruda sıvı daha çok yükselir. İkinci öncül doğrudur.

Termometre geometrisinin hassasiyete olan etkisini açıklamak.

3

Celsius ölçeğindeki sıcaklık artışının ortalama kinetik enerji üzerindeki etkisini incelemek.

Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla (Kelvin) doğru orantılıdır. Sıcaklık

10^\circ\text{C}

'den (

283\text{ K}

)

20^\circ\text{C}

'ye (

293\text{ K}

) çıktığında mutlak sıcaklık 2 katına çıkmaz, yalnızca yaklaşık %3,5 oranında artar. Üçüncü öncül yanlıştır.

Sıcaklık ölçeklerinin oranlama kurallarını uygulamak.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın fiziksel özellikleri, sıvılı termometrelerin duyarlılığı ve mutlak sıcaklık ölçeği

Tahmini Süre:1m 30s

Termometreler ve Sıcaklık Ölçekleri

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar