9. Sınıf Fizik - 4. Ünite: Enerji - Ölçme ve Değerlendirme

Sayfalara Git

Ölçme ve Değerlendirme

4. Ünite: Enerji

Sayfa 255

4. ENERJİ

Ünite Ölçme ve Değerlendirme

Öğrenci Deneyi - Isı ve Sıcaklık

Bir öğrenci, iç enerjinin ısı ve sıcaklıkla ilişkisini gözlemlemek için bir deney düzeneği tasarlıyor. Deney düzeneğinde içlerinde aynı sıcaklıkta su bulunan özdeş iki kaptan birini ısıtırken diğerini soğutuyor. Isıtma ve soğutma işlemi bitince suların içine birkaç damla kırmızı mürekkep damlatıyor ve mürekkebin sıcak suda hızlı, soğuk suda ise yavaş dağıldığını gözlemliyor.

(Deney süresince suların hâl değiştirmediği kabul edilmektedir.)

Suların Niceliklerindeki Değişim

Isıtma ve soğutma sürecinde değişen nicelikler

Soru: Isıtılması ve soğutulması sürecinde suların hangi nicelikleri nasıl değişmiştir? Gerekçeleriyle açıklayınız.

Sıcak Su (Isıtılan)

Sıcaklık: Arttı (ısı aldı)
İç Enerji: Arttı (moleküller hızlandı)
Molekül Hızı: Arttı (kinetik enerji arttı)
Kütle: Değişmedi (hâl değişimi yok)

Soğuk Su (Soğutulan)

Sıcaklık: Azaldı (ısı verdi)
İç Enerji: Azaldı (moleküller yavaşladı)
Molekül Hızı: Azaldı (kinetik enerji azaldı)
Kütle: Değişmedi (hâl değişimi yok)

Sonuç: Isı alan maddenin sıcaklığı, iç enerjisi ve molekül hızı artar. Isı veren maddenin ise sıcaklığı, iç enerjisi ve molekül hızı azalır. Kütle değişmez.

Mürekkep Dağılma Hızı

Sıcak ve soğuk suda farklı dağılma nedeni

Soru: Sıcak ve soğuk suyun içine damlatılan mürekkepler su içinde neden farklı hızlarla dağılmıştır? Gerekçeleriyle açıklayınız.

Sıcak su: Moleküller daha hızlı hareket eder.
Moleküller arası çarpışmalar daha sık ve daha şiddetlidir.
Mürekkep molekülleri, su molekülleriyle daha hızlı etkileşir ve dağılır.
Soğuk su: Moleküller daha yavaş hareket eder.
Çarpışmalar daha az ve daha zayıftır.
Mürekkep molekülleri daha yavaş dağılır.
Sonuç: Sıcaklık arttıkça difüzyon hızı artar.

Cevap: Sıcak suda moleküller daha hızlı hareket ettiği için mürekkep daha hızlı dağılır. Soğuk suda moleküller daha yavaş hareket ettiği için mürekkep daha yavaş dağılır.

Yargıların Değerlendirilmesi

Hangi yargılara ulaşılır?

Soru: Yapılan bu deneyin sonucunda

I. Soğutulan bir maddenin ısısı azalır.

II. Isı alan bir maddenin iç enerjisi artar.

III. Isı alan bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi artar.

yargılarından hangilerine ulaşılır?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III

#	Yargı	Doğru/Yanlış	Açıklama
I	Soğutulan bir maddenin ısısı azalır.	Yanlış	Madde ısı verir, ısısı azalmaz. Isı aktarılan enerjidir.
II	Isı alan bir maddenin iç enerjisi artar.	Doğru	Isı alan maddenin iç enerjisi artar.
III	Isı alan bir maddenin moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi artar.	Doğru	Isı alan maddenin molekülleri hızlanır, kinetik enerji artar.

Cevap: D) II ve III
I. yargı yanlıştır çünkü madde ısı verir, ısı aktarılan enerjidir.

Isı, Sıcaklık ve İç Enerji İlişkisi - Özet

Durum	Sıcaklık	İç Enerji	Molekül Hareketi
Isı Alan	Artar	Artar	Hızlanır
Isı Veren	Azalır	Azalır	Yavaşlar
Hâl Değişimi	Sabit	Değişir	Bağlara harcanır

Ölçme ve Değerlendirme

4. Ünite: Enerji

Sayfa 256-257

4. ENERJİ

Ünite Ölçme ve Değerlendirme

1. Düzenek

Özdeş A, B ve C kaplarından A kabına 0 °C sıcaklığında 150 g buz; B kabına 0 °C sıcaklığında 300 g buz ve C kabına erime sıcaklığı olan 30 °C'ta 150 g tereyağı konup kaplar özdeş ısıtıcılarla aynı ortamda ısıtılıyor. Daha sonra kaplardaki maddelerin tamamının erimesi için geçen süreler tabloya kaydediliyor.

Maddeler	Tamamının Erimesi İçin Geçen Süre (dk.)
A kabındaki buz (150 g, 0 °C)	4
B kabındaki buz (300 g, 0 °C)	8
C kabındaki tereyağı (150 g, 30 °C)	3

a) Öğretmen, bu düzeneği kurarak hâl değişimini etkileyen etmenlerden hangilerini tespit etmeyi amaçlamış olabilir? Gerekçesiyle açıklayınız.

A ve B kapları: Aynı madde (buz), farklı kütle (150 g ve 300 g) → Kütlenin etkisi
A ve C kapları: Aynı kütle (150 g), farklı maddeler (buz ve tereyağı) → Maddenin cinsinin etkisi
Sonuç: Hâl değişimini etkileyen etmenler: Kütle ve Maddenin Cinsi

b) Aynı düzenekte 0 °C sıcaklıktaki 500 g buzu ve 30 °C sıcaklıktaki 800 g tereyağının tamamını eritmek kaç dakika sürer?

Buz için (150 g → 4 dk.):
- 1 g buzun erimesi: 4/150 dk.
- 500 g buz: 500 × (4/150) = 13,33 dk.
Tereyağı için (150 g → 3 dk.):
- 1 g tereyağının erimesi: 3/150 dk.
- 800 g tereyağı: 800 × (3/150) = 16 dk.

Cevap: 500 g buz → 13,33 dk. | 800 g tereyağı → 16 dk.

2. Düzenek

Maddelerin üzerine etkiyen basıncın değişmesi, o maddenin hâl değişim sıcaklığını değiştirir. Fizik öğretmeni, öğrencilerine deniz kenarında ve rakımı 5.137 m olan Ağrı Dağı'nın zirvesinde buz, alüminyum ve civanın erime ve kaynama sıcaklık değerlerini içeren aşağıdaki tabloyu veriyor.

Maddeler	Deniz Kenarındaki Sıcaklık (°C)	Ağrı Dağı Zirvesindeki Sıcaklık (°C)
Buzun erime sıcaklığı	0	2
Suyun kaynama sıcaklığı	100	97
Alüminyumun erime sıcaklığı	660	658
Alüminyumun kaynama sıcaklığı	2.467	2.462
Civanın erime sıcaklığı	–39	–38
Civanın kaynama sıcaklığı	357	355

c) Tablodaki değerleri dikkate alarak basınç ile hâl değişim sıcaklığı arasındaki ilişkiyi açıklayınız.

Erime Noktası: Basınç arttıkça (deniz kenarı) erime noktası düşer, basınç azaldıkça (dağ zirvesi) erime noktası yükselir.
Kaynama Noktası: Basınç arttıkça kaynama noktası yükselir, basınç azaldıkça kaynama noktası düşer.
Örnekler:
- Buzun erime sıcaklığı: 0 °C (deniz) → 2 °C (dağ) → basınç azaldıkça erime noktası yükselir
- Suyun kaynama sıcaklığı: 100 °C (deniz) → 97 °C (dağ) → basınç azaldıkça kaynama noktası düşer

Sonuç: Basınç arttıkça kaynama noktası yükselir, erime noktası düşer. Basınç azaldıkça kaynama noktası düşer, erime noktası yükselir.

3. Düzenek

Fizik öğretmeni, öğrencilerine aşağıdaki günlük hayat uygulamalarını veriyor ve bu uygulamaları maddelerin hâl değişimi ile ilişkilendirerek yorumlamalarını istiyor.

Kış aylarında uçakların alkol ve glikoz karışımı bir sıvıyla yıkanması
Otomobillerin radyatör ve cam yıkama sularının içine antifriz konması

c) Verilen uygulamaların maddelerin hâl değişimini nasıl etkilediğini gerekçeleriyle açıklayınız.

Alkol ve Glikoz Karışımı:
- Alkol ve glikoz, suyun donma noktasını düşürür.
- Uçakların kışın yıkanmasında buzlanmayı önlemek için kullanılır.
- Donma noktası düştüğü için su daha düşük sıcaklıkta donar.
Antifriz:
- Antifriz, suyun donma noktasını düşürür ve kaynama noktasını yükseltir.
- Radyatör suyunun kışın donmasını, yazın kaynamasını önler.
- Cam yıkama suyunda da buzlanmayı önler.
Temel Prensip: Çözünen maddeler (alkol, glikol, tuz vb.) suyun donma noktasını düşürür.

Sonuç: Alkol, glikol ve antifriz gibi maddeler suyun donma noktasını düşürerek buzlanmayı önler, kaynama noktasını yükselterek aşırı ısınmayı engeller.

Hâl Değişimini Etkileyen Etmenler - Özet

Etmen	Etkisi	Örnek
Kütle	Kütle arttıkça erime/buharlaşma için gereken ısı artar, süre uzar.	300 g buz (8 dk.) > 150 g buz (4 dk.)
Maddenin Cinsi	Her maddenin erime/kaynama sıcaklığı ve gizli ısısı farklıdır.	150 g buz (4 dk.) > 150 g tereyağı (3 dk.)
Basınç	Basınç arttıkça kaynama noktası yükselir, erime noktası düşer.	Dağda su 97 °C'de kaynar.
Çözünen Madde	Donma noktasını düşürür, kaynama noktasını yükseltir.	Antifriz, alkol-glikol karışımı

Sayfa 257 / 3. Soru

4. Ünite: Enerji - Isı ve Sıcaklık

Sayfa 257

3. Kütlesi 100 g olan katı bir K maddesinin sıcaklık-ısı grafiği aşağıda verilmiştir.

Erime Sıcaklığı

Erime sıcaklığı kaç °C'tur?

Çözüm

Erime sıcaklığı, katı ve sıvının birlikte bulunduğu sıcaklıktır.
Grafikte 400 cal ile 800 cal arası sıcaklık 180 °C'de sabittir.
Cevap: 180 °C

Tamamen Erime İçin Gereken Isı

Hâl değiştirme sıcaklığındaki K maddesinin tamamen erimesi için verilmesi gereken ısı kaç kaloridir?

Çözüm

Erime tamamlandığında sıcaklık tekrar yükselmeye başlar.
Erime süresince alınan ısı = 800 - 400 = 400 cal
Cevap: 400 kalori

Kütle Değişiminin Grafiğe Etkisi

Kütle 200 g'a çıkarıldığında grafikteki büyüklüklerden hangileri değişir, hangileri sabit kalır?

Çözüm

Sabit Kalanlar: Erime sıcaklığı (180 °C), donma sıcaklığı, buharlaşma sıcaklığı, saflık.
Değişenler: Erime için gereken ısı (400 cal → 800 cal olur), kaynama için gereken ısı, grafikteki yatay düzlemlerin uzunluğu.
Not: Erime sıcaklığı maddenin cinsine bağlıdır, kütle ile değişmez.

Saflık Değişiminin Grafiğe Etkisi

K maddesinin saflığı değiştirildiğinde grafikteki hangi büyüklükler değişir?

Çözüm

Saflık değişirse erime sıcaklığı ve kaynama sıcaklığı değişir (saf maddeler sabit sıcaklıkta erir, karışımlar belli aralıkta).
Sabit Kalanlar: Verilen ısı miktarı (grafikteki x ekseni değerleri) kütleye bağlıdır, saflıkla değişmez.
Not: Saf olmayan maddelerde erime aralığı genişler, grafikteki yatay düzlem kaybolur veya eğimli hâl alır.

Önemli Not

Erime sıcaklığı maddenin cinsine bağlıdır, kütle ile değişmez.
Erime ısısı (gereken ısı) ise kütle ile doğru orantılıdır.

Sayfa 258-259 / 4. Soru

4. Ünite: Enerji - Isıl Denge

Sayfa 258-259

4. Benmari, su banyosu anlamına gelen Fransızca "bain marie" sözcüklerinin birleşiminden oluşmaktadır. Çeşitli ürünlerin eritilmesinde, ısıtılmasında veya pişirilmesinde kullanılan bir tekniktir. Bu teknikte ısı kaynağı olarak genellikle sıcak su kullanılır. Eritilecek, ısıtılacak veya pişirilecek ürün küçük bir kabın içine alınır. Bu kap, içinde sıcak su olan daha geniş başka bir kabın içine oturtulur. Sıcak sudan gelen ısı sayesinde kaptaki ürünün yanmadan erimesi, ısınması veya pişmesi sağlanır.

Bir restoranın mutfağında şef olarak çalışan Ersan, benmari tekniği ile çikolata eritmek istiyor. Bu amaçla 77 °C sıcaklığında su ve 20 °C sıcaklığında kalıp çikolata kullanıyor. Suyun ve çikolatının sıcaklıklarını 30 s aralıklarla ölçüyor ve elde ettiği verileri not alıyor.

	Başlangıç (t=0)	30 s	1 dk.	1,5 dk.	2 dk.	2,5 dk.	3 dk.	3,5 dk.	4 dk.	4,5 dk.	5 dk.
Su	77 °C	73 °C	69 °C	65 °C	61 °C	57 °C	53 °C	49 °C	45 °C	41 °C	41 °C
Çikolata	20 °C	23 °C	26 °C	29 °C	32 °C	35 °C	35 °C	35 °C	38 °C	41 °C	41 °C

Çikolatanın Erime Sıcaklığı

Çikolatanın erime sıcaklığı nedir? Bu cevabınızı destekleyen veriler nelerdir?

Çözüm

Çikolata 2,5 dk. ile 3,5 dk. arasında sıcaklığı 35 °C'de sabit kalmıştır.
Hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır.
Cevap: 35 °C
Destekleyen veri: 2,5 dk. (35 °C), 3 dk. (35 °C), 3,5 dk. (35 °C) → sıcaklık sabit.

Isı Alışverişinin Olmadığı Zaman Aralığı

Hangi zaman aralıklarında su ve çikolata arasında ısı alışverişi olmamıştır?

A) 2,5 dakika ile 3,5 dakika arasında
B) 4,5 dakikadan sonra
C) İlk 5 dakika boyunca
D) 2,5 dakika ile 3,5 dakika arasında ve 4,5 dakikadan sonra
E) Başlangıç ile 2,5 dakika arasında

Çözüm

2,5 - 3,5 dk. arası: Çikolata eriyor (sıcaklık sabit 35 °C), su hâlâ soğuyor (57 °C → 49 °C) → ısı alışverişi VAR
4,5 dk. sonrası: Su 41 °C, çikolata 41 °C → sıcaklıklar eşit → ISI ALIŞVERİŞİ YOK
Cevap: B) 4,5 dakikadan sonra

Isıl Denge Sıcaklığı

Su ve çikolata hangi sıcaklıkta ısıl dengeye gelmiştir? Bu cevabınızı destekleyen veriler nelerdir?

Çözüm

4,5 dk. sonunda su 41 °C, çikolata 41 °C olmuştur.
5 dk.'da da ikisi de 41 °C'de kalmıştır.
Sıcaklıklar eşitlendiğinde ısıl denge sağlanır.
Cevap: 41 °C
Destekleyen veri: 4,5 dk. ve 5 dk.'da su ve çikolata sıcaklıkları eşit (41 °C).

Alınan ve Verilen Isı İlişkisi

Isıl dengeye ulaşıncaya kadar su ve çikolatanın aldığı ve verdiği ısıların büyüklük ilişkisi nedir?

Çözüm

Isıl dengeye ulaşılana kadar:
Su ısı verir (sıcaklığı 77 °C'den 41 °C'ye düştü).
Çikolata ısı alır (sıcaklığı 20 °C'den 41 °C'ye yükseldi ve eridi).
Enerjinin korunumuna göre: Alınan ısı = Verilen ısı
Cevap: |Q_alınan| = |Q_verilen|

45 °C Çikolata Elde Etmek İçin

Ersan, 45 °C sıcaklığında çikolata elde etmek isterse tek başına suyun kütlesini, suyun sıcaklığını ve çikolatının kütlesini nasıl değiştirmelidir?

Çözüm

Suyun kütlesi: Arttırılmalı (daha fazla ısı depolamak için)
Suyun sıcaklığı: Arttırılmalı (daha yüksek sıcaklık sağlamak için)
Çikolatanın kütlesi: Azaltılmalı (daha az kütle daha kolay ısınır)
Not: Bu değişikliklerden herhangi biri tek başına yapıldığında denge sıcaklığı artar.

Isıl Denge ile İlgili Kavramlar

Isıl dengede olma durumuyla ilgili nitelikleri tanımlayan aşağıdaki paragrafı verilen kavram ve ifadelerden uygun olanlarıyla tamamlayınız.

Isı Sıcaklık İç enerji Farklı Aynı Büyük Küçük Denge sıcaklığı Isıl denge

Çözüm

Sıcaklıkları farklı maddeler arasında ısı alışverişi gerçekleşir. Isı, sıcaklığı büyük olan maddeden sıcaklığı küçük olan maddeye doğru aktarılır. Maddeler arasındaki ısı alışverişi maddelerin sıcaklık değerleri eşit olduğu anda durur. Bu anda maddelerin sahip olduğu sıcaklığa denge sıcaklığı, maddeler arasındaki ısı alışverişinin sona ermesi olayına da ısıl denge adı verilir.

Isıl Denge - Önemli Noktalar

Isı alışverişi sıcaklık farkı olduğu sürece devam eder.
Sıcaklıklar eşitlendiğinde ısıl denge sağlanır.
Isıl dengede alınan ısı = verilen ısı'dır.
Hâl değişimi sırasında sıcaklık sabit kalır.

Sayfa 259 / 5. Soru

4. Ünite: Enerji - Öz Isı

Sayfa 259

5. Bir bilim fuarında öğrenciler, evde enerji tasarrufu sağlayabilecek malzemeler üzerine bir proje sunuyorlar. Projede öz ısıları farklı X ve Y yalıtım malzemelerini kullanıyorlar. X malzemesinin öz ısısı 3,2 cal/g·°C, Y malzemesinin öz ısısı ise 4,8 cal/g·°C olarak bilinmektedir. Öğrenciler, her iki malzemenin ısıtıldığında nasıl tepki verdiğini göstermek için bir deney tasarlıyorlar. Deneysel her iki malzemeden eşit kütlede (100 gram) alıyorlar ve malzemelerin her birine 4.800 cal enerji uyguluyorlar. X malzemesi başlangıçta 25 °C, Y malzemesi ise 20 °C sıcaklığındadır.

Son Sıcaklıkların Hesaplanması

Her iki malzemenin son sıcaklıklarını hesaplayınız.

Çözüm

X Malzemesi

c_X = 3,2 cal/g·°C
m = 100 g
Q = 4800 cal
T_ilk = 25 °C
Q = m·c·Δt → Δt = Q/(m·c)
Δt = 4800/(100·3,2) = 4800/320 = 15 °C
T_son = 25 + 15 = 40 °C

Y Malzemesi

c_Y = 4,8 cal/g·°C
m = 100 g
Q = 4800 cal
T_ilk = 20 °C
Q = m·c·Δt → Δt = Q/(m·c)
Δt = 4800/(100·4,8) = 4800/480 = 10 °C
T_son = 20 + 10 = 30 °C

Cevap: X malzemesinin son sıcaklığı 40 °C, Y malzemesinin son sıcaklığı 30 °C'tur.

Isı Depolama ve Soğuma Süresi

Özdeş ısıtıcılarla her iki malzeme de aynı sıcaklık değerine kadar ısıtılıp aynı ortamda soğumaya bırakıldığında X ve Y malzemelerinden hangisinin sıcaklık değişimi daha uzun sürede gerçekleşir? Gerekçeleriyle açıklayınız.

Çözüm

Öz ısı, 1 gram maddenin sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.
c_Y = 4,8 cal/g·°C > c_X = 3,2 cal/g·°C
Y malzemesinin öz ısısı daha büyük olduğu için:

Isınırken: Aynı sıcaklık değişimi için Y daha fazla ısı alır → daha uzun sürede ısınır
Soğurken: Y daha fazla ısı verir → daha uzun sürede soğur

Cevap: Y malzemesinin sıcaklık değişimi daha uzun sürede gerçekleşir.
Gerekçe: Yüksek öz ısı, maddenin ısı depolama kapasitesinin büyük olduğunu gösterir.

Not: Öz ısısı büyük olan maddeler daha fazla ısı depolar, bu nedenle daha yavaş ısınır ve daha yavaş soğur.

Önemli Not

Öz ısı (c): Maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.
Büyük öz ısı: Madde daha fazla ısı depolar, yavaş ısınır ve yavaş soğur.
Küçük öz ısı: Madde daha az ısı depolar, hızlı ısınır ve hızlı soğur.

Sayfa 260-261 / 6-7. Sorular

4. Ünite: Enerji - Isı Aktarım Yolları

Sayfa 260-261

Isı Aktarımı ve Denge Süresi

Yüzey alanının ısıl denge süresine etkisi

Boyutları a, 3a ve 5a olan dikdörtgenler prizması şeklindeki özdeş iki cisim farklı sıcaklıklardadır. K yüzeyleri birbirine temas ettirildiğinde cisimlerin denge sıcaklığına ulaşma süresi t₁ ve denge sıcaklığı T₁ olmaktadır. L yüzeyleri birbirine temas ettirildiğinde cisimlerin denge sıcaklığına ulaşma süresi t₂ ve denge sıcaklığı T₂ olmaktadır. Benzer şekilde M yüzeyleri birbirine temas ettirildiğinde cisimlerin denge sıcaklığına gelme süresi t₃ ve denge sıcaklığı T₃ olmaktadır.

Isıl Dengeye Gelme Süreleri

Yüzeylerin ısıl dengeye gelme süreleri olan t₁, t₂ ve t₃ büyüklüklerini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.

Çözüm

Isı aktarım hızı temas yüzey alanı ile doğru orantılıdır.
Yüzey alanları:
- K yüzeyi: a × 3a = 3a² (en küçük)
- L yüzeyi: 5a × a = 5a² (orta)
- M yüzeyi: 5a × 3a = 15a² (en büyük)
Yüzey alanı büyük olan → ısı aktarımı hızlı → denge süresi kısa
Yüzey alanı küçük olan → ısı aktarımı yavaş → denge süresi uzun
Cevap: t₃ > t₂ > t₁ (M > L > K)

Isıl Denge Sıcaklıkları

Isıl denge sıcaklıkları olan T₁, T₂ ve T₃ büyüklükleri arasındaki ilişkiyi gerekçeleriyle yazınız.

Çözüm

Denge sıcaklığı, cisimlerin başlangıç sıcaklıklarına ve kütlelerine bağlıdır.
Cisimler özdeş ve kütleleri eşit.
Başlangıç sıcaklıkları aynı olduğu için, hangi yüzeyle temas edildiğine bakılmaksızın:
T₁ = T₂ = T₃
Gerekçe: Denge sıcaklığı, maddelerin toplam iç enerjisine bağlıdır. Kütle ve öz ısı sabit olduğu için denge sıcaklığı değişmez. Sadece dengeye ulaşma süresi değişir.

Not: Yüzey alanı, ısı aktarım hızını etkiler, denge sıcaklığını etkilemez.

Isı Aktarım Yolları

İletim, konveksiyon ve ışıma

Isı aktarımı, sıcaklıkları farklı ortamlar arasında farklı yollarla gerçekleşir. Isı aktarımı, bazen taneciklerin titreşim hızının artması ve komşu tanecikleri etkilemesiyle bazen de taneciklerin akışkan içinde yer değiştirmesiyle meydana gelir. Isı aktarımının diğer bir yolu da sıcaklığı 0 K'in üzerindeki cisimlerden yayılan elektromanyetik dalgaların maddeler tarafından soğurulmasıdır.

Isı iletimiyle ilgili günlük hayatta karşılaşılan olaylar:

I. Yeryüzünün bulutlu havalardaki gece sıcaklığı, açık havalardaki gece sıcaklığına göre daha fazladır.
II. Kışın havanın soğuk olduğu günlerde dışarıda yürüyüş yaparken tabanı ince ve ısı yalıtımı kötü olan malzemeden yapılmış ayakkabı giyen birinin ayakları üşür.
III. Uzun süre soğuk ortamda kalmış kişilere "termal acil durum battaniyesi" adı verilen bir battaniye örtülür. Bu battaniyenin her iki yüzü de parlak olup kişinin tüm vücudu battaniyeye sarılır. Böylece kişinin vücut sıcaklığı korunmuş olur.
IV. Bazı hastane ve otel odalarının ısıtma sisteminde ısı fırınları kullanılır. Fırında ısıtılan hava bir fan yardımıyla borulara üflenir ve borulardaki sıcak hava borular aracılığıyla odalara ulaştırılır. Böylece ısı merkezden odalara dağıtılarak odalar ısıtılmış olur.
V. Güneşli bir günde Ankara'daki bir evin; penceresi güneye dönük olan odası, kuzeye dönük olan odasına göre daha sıcak olur.
VI. Soğuk cam bir fincana sıcak çay konup kısa bir süre bekletilir ve daha sonra fincan elle tutulursa fincanın sıcaklığı çok çabuk hissedilir.
VII. Kışın açık bir günde karla kaplı bir yolda uzun süre yürüyüş yapan kişilerin vücutlarının açık bölgelerinde güneş yanıkları oluşur. Bu yanıklar, bazen yaz günlerindeki güneş yanıklarından daha fazla olabilir.
VIII. Bir odanın duvarlarına monte edilmiş kalorifer petekleri odanın zeminine yakın olmasına rağmen odanın tavanı zemine göre daha sıcak olur.

Isı Aktarım Yollarına Göre Gruplandırma

Bu olaylarda etkili olan ısı aktarım yollarını benzerliklerine göre gruplandırarak aşağıdaki tablonun ilgili alanlarına yazınız.

Isının Aktarım Yolu	Olaylar
İletim (Kondüksiyon)	II, VI
Konveksiyon (Taşınım)	IV, VIII
Işıma (Radyasyon)	I, III, V, VII

Açıklama

İletim: Madde içinde taneciklerin titreşimiyle ısı aktarımı (katılarda).
Konveksiyon: Akışkanların (sıvı/gaz) hareketiyle ısı aktarımı.
Işıma: Elektromanyetik dalgalarla ısı aktarımı (maddesiz ortamda da olur).

Gruplandırmada Dikkate Alınan Nitelikler

Bu gruplandırmada ısı aktarımının hangi niteliklerini dikkate aldınız?

Çözüm

İletim: Isının madde içinde, taneciklerin titreşimi ile aktarılması.
Konveksiyon: Isının akışkan (sıvı/gaz) taneciklerinin yer değiştirmesi ile aktarılması.
Işıma: Isının elektromanyetik dalgalar ile aktarılması (maddesiz ortamda da olur).

Isı Aktarım Yollarının Açıklamaları

Bu olaylarda ısının hangi yolla ve nasıl aktarıldığını açıklayınız.

Çözüm

I. Bulutlar, yeryüzünden yayılan ışımaları tutar, ısı kaybını azaltır → Işıma
II. Ayakkabı tabanından ısı iletilir, ayaklar üşür → İletim
III. Parlak battaniye, vücut ışımalarını yansıtır, ısı kaybını önler → Işıma
IV. Sıcak hava borularla taşınır, hava akışı ile ısı yayılır → Konveksiyon
V. Güneş ışınları güney cephede daha dik gelir, daha fazla ışıma alır → Işıma
VI. Sıcak çayın ısısı, cam fincana iletilir, fincan ısınır → İletim
VII. Kar, güneş ışınlarını yansıtır, ciltte yanık oluşur → Işıma
VIII. Isınan hava yükselir, tavan daha sıcak olur → Konveksiyon

Isı Aktarım Yolları - Özet

İletim

Katılarda, tanecik titreşimi ile

Konveksiyon

Akışkanlarda (sıvı/gaz) yer değiştirme ile

Işıma

Elektromanyetik dalgalar ile (maddesiz ortamda)

Sayfa 262-263 / 8. Soru

4. Ünite: Enerji - Sera Gazı ve Küresel Isınma

Sayfa 262-263

8. Küresel iklim değişikliğine bağlı olarak Dünya genelinde sıcaklık artışı, sera gazı salınımıyla ilişkilendirilmektedir. Öğrenciler, bu konuyu araştırmak için aşağıdaki grafikleri incelemiş ve grafiklerden yararlanarak bazı çıkarımlar yapmışlardır.

(Grafikler bu alanda gösterilecektir)

Birinci Öğrencinin Çıkarımı

Birinci öğrenci: "Küresel sıcaklık artışının temel nedeni atmosferdeki CO₂ miktarının artmasıdır."

Bu öğrencinin çıkarımını hangi verilerle ilişkilendirdiğini ve grafiklerden nasıl yararlandığını açıklayınız.

Çözüm

İlişki Kuran Veri: 2. Grafik (Dünya Genelinde Yıllara Göre Atmosferdeki CO₂ Miktarının Değişimi 1750-2020) ile 3. Grafik (Dünya Geneli Yıllık Ortalama Sıcaklık Artışı 1850-2023) arasındaki doğru orantılı paralelliktir.
Açıklama: 2. grafikte 1900'lü yıllardan itibaren (özellikle 1950 sonrası) atmosfere salınan CO₂ miktarı ve atmosferdeki CO₂ derişimi (ppm) hızla artmıştır. 3. grafikte de benzer tarihlerden itibaren Dünya geneli yıllık ortalama sıcaklık farkının düzenli olarak yükseldiği görülmektedir. Her iki grafikteki artış eğrisinin (trendinin) birbiriyle eş zamanlı ve paralel şekilde yükselmesi, öğrencinin sıcaklık artışının temel nedenini sera gazı (CO₂) salınımı olarak ilişkilendirmesini sağlamıştır.

İkinci Öğrencinin Çıkarımı

İkinci öğrenci: "Türkiye'de kişi başına düşen sera gazı emisyonu dünya ortalamasının üzerine çıkmıştır."

Bu öğrencinin çıkarımını grafiklerdeki hangi veriler desteklemekte, hangi veriler desteklememektedir?

Çözüm

Destekleyen Veriler:
- 1. Grafik (Türkiye'de Çeşitli Sektörlerin Atmosfere Saldığı Sera Gazı Miktarı 1990-2020) incelendiğinde, 2000'li yıllardan itibaren Türkiye'nin toplam sera gazı salınımının artarak 300 milyon tondan 500 milyon ton seviyelerinin üzerine çıktığı görülür.
- Bu artışta sütunların en büyük bölümünü oluşturan Enerji (mavi) ve Sanayi (kırmızı) sektörlerinin payının belirgin şekilde yükseldiği görülmektedir.
Desteklenmeyen / Grafiklerden Çıkarılamayan Kısım:
- Grafiklerde Türkiye'nin kişi başına düşen emisyon verisi veya dünya ortalaması ile kıyaslanmasını sağlayan oransal bir veri yer almamaktadır.
- Dolayısıyla öğrencinin "dünya ortalamasının üzerine çıktığı" yönündeki düşüncesi bu grafiklerdeki verilerle desteklenemez.

Önemli Not: Grafiklerde toplam emisyon miktarı verilmiş olması, kişi başına emisyon veya dünya ortalaması ile karşılaştırma yapmak için yeterli değildir. Bu tür bir çıkarım için ek verilere ihtiyaç vardır.

Grafik Yorumlama - Önemli Noktalar

Grafiklerdeki eğilimler (trendler) karşılaştırılarak ilişki kurulabilir.
Bir çıkarım yapabilmek için gerekli tüm verilerin grafikte bulunması gerekir.
Eksik veri ile yapılan çıkarımlar bilimsel olarak desteklenemez.
Toplam emisyon miktarı ile kişi başına emisyon farklı kavramlardır.

Sayfa 263 / 9. Soru

4. Ünite: Enerji - Isıl Denge

Sayfa 263

9. Bir grup öğrenci, ısıl denge şartlarını öğrenmek için bir deney tasarlıyor. Deneyde silindir şeklinde demir blok, küp şeklinde alüminyum blok ve su kullanıyorlar. Farklı kütle ve sıcaklıkta olan bu üç madde ile bir termometreyi ısı yalıtımlı, şeffaf bir termosun içine bırakarak termosun kapağını kapatıyor ve ısı alışverişinin tamamlanması için yeterince uzun süre bekliyorlar. Termometredeki sıcaklık değişiminin durduğu bu süre sonunda termosun içindeki suyun bir kısmının donarak buza dönüştüğünü, bir kısmının ise su olarak kaldığını görüyorlar. Maddelerin tek tek sıcaklıklarını kontrol ettiklerinde demirin sıcaklığının ilk sıcaklığı ile aynı olduğunu, alüminyumun sıcaklığının arttığını ve suyun sıcaklığının azaldığını tespit ediyorlar.

Maddelerin İlk Sıcaklıkları Arasındaki İlişki

Maddelerin ilk sıcaklıkları arasındaki büyüklük ilişkisi nedir?

Çözüm

Su donduğuna göre su ısı vermiştir → suyun sıcaklığı denge sıcaklığından yüksektir.
Alüminyumun sıcaklığı arttığına göre alüminyum ısı almıştır → alüminyumun sıcaklığı denge sıcaklığından düşüktür.
Demirin sıcaklığı değişmediğine göre demir ısı alışverişi yapmamıştır → demirin sıcaklığı denge sıcaklığına eşittir.
Cevap: T_su > T_demir > T_alüminyum

Özet: Su en sıcak, alüminyum en soğuktur. Demir ikisi arasında ve denge sıcaklığındadır.

Isı Alışverişinin Yönü

Isı alışverişi hangi maddeler arasında ve nasıl gerçekleşmiştir?

Çözüm

Suyun durumu: Su ısı verir (sıcaklığı azalır ve bir kısmı donar).
Alüminyumun durumu: Alüminyum ısı alır (sıcaklığı artar).
Demirin durumu: Demir ısı alışverişi yapmaz (sıcaklığı değişmez).
Isı aktarımı: Sıcaklığı yüksek olan sudan, sıcaklığı düşük olan alüminyuma doğru ısı aktarılır.
Cevap: Su → Alüminyum (ısı aktarımı)

Isı Akış Yönü: Sıcak sudan soğuk alüminyuma doğru ısı akışı gerçekleşmiştir. Demir, denge sıcaklığında olduğu için ısı alışverişine katılmamıştır.

Denge Sıcaklığı

Maddelerin denge sıcaklığı hakkında ne söylenebilir? Gerekçeleriyle açıklayınız.

Çözüm

Termometredeki sıcaklık değişimi durduğuna göre ısıl denge sağlanmıştır.
Termosun içinde suyun bir kısmı donduğuna göre denge sıcaklığı 0 °C'dir (suyun donma noktası).
Demir, denge sıcaklığında olduğu için sıcaklığı değişmemiştir.
Alüminyum, denge sıcaklığına kadar ısınmıştır.
Su, denge sıcaklığına kadar soğumuş ve donmaya başlamıştır.
Cevap: Denge sıcaklığı 0 °C'dir.

Gerekçe: Suyun bir kısmı donduğuna göre sistemin denge sıcaklığı suyun donma noktası olan 0 °C'dir. Bu sıcaklıkta buz ve su bir arada bulunabilir.

Isıl Denge - Önemli Noktalar

Isıl dengede tüm maddelerin sıcaklığı eşittir.
Isı, daima sıcaklığı yüksek olandan düşük olana doğru akar.
Bir maddenin sıcaklığı değişmiyorsa ısı alışverişi yapmıyordur.
Saf bir maddenin hâl değişimi sırasında sıcaklığı sabittir.
Suyun donma noktası 0 °C'dir.

Sayfa 264 / 10. Soru

4. Ünite: Enerji - Isı İletim Hızı

Sayfa 264

10. Zeynep, soğuk bir kış sabahı aynı demlikten iki bardağa sıcak çay dolduruyor. Aynı ebatlarda olan bardaklardan biri camdan, diğeri kartondan yapılmıştır. Her iki bardakta da aynı sıcaklıkta çay olmasına rağmen Zeynep, bardaklara dokunduğunda cam bardağın karton bardaktan daha sıcak olduğunu hissediyor. Zeynep, zaman geçtikçe her iki bardaktaki çayın soğuduğunu ancak karton bardaktaki çayın cam bardaktakinden daha uzun süre sıcak kaldığını fark ediyor.

Cam Bardak Neden Daha Sıcak Hissedilir?

Cam bardaktaki çayın sıcaklığı neden karton bardaktaki çayın sıcaklığından daha fazla hissedilir? Açıklayınız.

Çözüm

Cam, ısıyı iyi iletir (ısı iletkeni).
Karton, ısıyı kötü iletir (ısı yalıtkanı).
Cam bardak, çayın ısısını dış yüzeyine hızlıca iletir, bu nedenle dokunulduğunda daha sıcak hissedilir.
Karton bardak, ısıyı dış yüzeye yavaş iletir, bu nedenle daha az sıcak hissedilir.
Cevap: Camın ısı iletkenliği kartondan daha yüksek olduğu için cam bardak daha sıcak hissedilir.

Cam Bardak Neden Daha Çabuk Soğur?

Neden cam bardaktaki çay, karton bardaktaki çaydan daha kısa sürede soğur? Açıklayınız.

Çözüm

Cam bardak, çayın ısısını hızlıca dış ortama iletir.
Karton bardak, çayın ısısını yavaşça dış ortama iletir.
Isı iletim hızı yüksek olan cam bardakta çay daha hızlı soğur.
Isı iletim hızı düşük olan karton bardakta çay daha yavaş soğur.
Cevap: Camın ısı iletkenliği daha yüksek olduğu için ısı kaybı daha hızlı gerçekleşir.

Isı İletim Hızını Etkileyen Faktörler

Zeynep'in yaşadığı deneyimi ve deneyimiyle ilişkilendirdiği olayları değerlendirdiğinizde ısı iletim hızını etkileyen faktörlerle ilgili hangi çıkarımlarda bulunabilirsiniz?

Olay	Açıklama / Çıkarım
I. Olay	İç içe geçmiş iki karton bardak, ısı yalıtımını artırır. Hava tabakası ekstra yalıtım sağlar. → Isı iletim hızı azalır.
II. Olay	Kışın ortam sıcaklığı düşük olduğu için sıcaklık farkı büyük olur, ısı kaybı hızlıdır. Yazın sıcaklık farkı küçük olduğu için ısı kaybı yavaştır. → Sıcaklık farkı arttıkça ısı iletim hızı artar.
III. Olay	Kapak, konveksiyonla ısı kaybını azaltır ve hava ile teması keser. → Isı kaybı yavaşlar.
IV. Olay	Geniş tabakta çorbanın yüzey alanı artar, buharlaşma ve ısı kaybı hızlanır. → Yüzey alanı arttıkça ısı iletim hızı artar.

Isı İletim Hızını Etkileyen Faktörler

Maddenin cinsi (ısı iletkenliği): Metal > Cam > Karton (ısı iletim hızı)
Sıcaklık farkı: Fark büyüdükçe ısı iletimi hızlanır.
Yüzey alanı: Alan büyüdükçe ısı kaybı hızlanır.
Yalıtım (katman sayısı): Yalıtım arttıkça ısı iletimi yavaşlar.
Ortam sıcaklığı: Ortam soğudukça ısı kaybı hızlanır.

Günlük Hayattan Örnekler

Günlük hayatta ısı iletim hızıyla ilişkili olaylara örnekler veriniz. Bu olayları göz önünde bulundurarak ısı iletim hızını etkileyen etmenlere ilişkin yaptığınız çıkarımların doğruluğunu değerlendiriniz.

Günlük Hayat Örnekleri

Tencere sapları: Metal tencere sapları ısıyı iyi iletir, bu nedenle plastik veya ahşap saplar tercih edilir. → Maddenin cinsi
Termos: Çift cidarlı ve vakumlu yapısı ısı yalıtımını artırır. → Yalıtım
Kışın kalın giyinmek: Kalın giysiler hava boşluğu oluşturarak ısı yalıtımını artırır. → Yalıtım
Yemeklerin geniş tavada çabuk soğuması: Yüzey alanı büyük olduğu için ısı kaybı hızlıdır. → Yüzey alanı
Kışın soğuk havada ellerin üşümesi: Ortam sıcaklığı ile vücut sıcaklığı arasındaki fark büyüktür. → Sıcaklık farkı

Değerlendirme: Yapılan tüm çıkarımlar günlük hayat gözlemleriyle tutarlıdır. Isı iletim hızı; maddenin cinsine, sıcaklık farkına, yüzey alanına ve yalıtım durumuna bağlıdır.

Isı İletim Hızını Etkileyen Faktörler - Özet

Maddenin cinsi: İletkenlik arttıkça ısı aktarım hızı artar.
Sıcaklık farkı: Fark büyüdükçe ısı aktarım hızı artar.

Yüzey alanı: Alan büyüdükçe ısı aktarım hızı artar.
Yalıtım durumu: Yalıtım arttıkça ısı aktarım hızı azalır.